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摘要：随着电力行业的快速发展，电网规模日益扩大，电力需求的不断增长，其安全、经济和优质运行愈益重要，电网电压无功优化技术特点及功能也在不断的进步。电压无功优化针对电力系统调度分层、分区的实际特点,利用系统的无功调节手段，保证系统的安全稳定经济运行。
关键词：无功优化，电压，电能质量
1.无功优化的目的和意义
电力系统无功优化，一般是指在满足电网的安全运行约束的前提下，通过变压器分接头的合理选择，发电机机端电压的理想配合以及无功补偿盘的优化配置等措施，使系统无功潮流达到最优分布，减少有功损耗。它对于提高系统电压质量，减少有功损耗，保证系统安全、可靠和经济运行有重要惫义。
2.无功优化技术的重要指标
电压是电能质量的主要指标之一，其对电网的安全与经济运行，对保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有着重要的影响。无功电力如同有功电力一样，是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。电压无功优化控制受到了愈来愈多的重视。随着电力系统规模的不断扩大，电网互联加强，电力系统复杂程度不断提高，电压无功优化控制问题的规模也越来越大，原来仅在变电站侧装设电压无功自动控制装置已不能满足需要。因为这种控制方式只是局部控制，就单个变电站而言，提高了电压合格率和功率因数，但在二级有载调压网可能出现电压频繁调整，造成电压调节不合理，无法达到整个电网的全局最优。基于传统控制的缺陷，需从整体入手，改变电压控制各自为政的状况。电网无功优化控制系统采用区域控制方法，按照分层控制结构设计，在调度中心根据最优潮流控制技术确定当地变电站电压无功控制器的控制策略，当地变电站则根据电压动态变化按控制原则独立控制。
3.无功优化系统结构
电网电压无功优化控制系统以网损最小、控制代价最小为目标，以节点电压满足合格率要求为约束，进行最优潮流计算。通过调整有载调压变压器抽头位置及投切无功设备等措施，使系统在满足节点电压合格率最高的情况下，获得全网网损最小的效果。针对电力系统无功优化调度分层、分区的实际特点，在控制上采取相应的分层控制结构，实施分散协调的优化控制，符合电网结构和调度运行特点。
4.无功优化技术控制原理和策略
4.1控制原理
通过数据接口从电力调度自动化系统中获取电网中的实时信息，然后根据电网运行模型来计算出电压无功优化，进而给调节人员提供电压调节和电容器投切的方案，同时还通过语音的方式给予提示。如果运行自动控制，软件会向系统发出调节的命令和指示，并执行电压调节和电容器投切的指令。
4.2控制策略
软件控制策略的目的是为了保证电压无功控制的有效性，进而使得无功分布能达到分层分区就地平衡的原则，并且分片进行优化，在保证电压符合要求的基础上要设法尽量减少各个区域中的无功流动，进而降低不必要的网络损耗。软件宝库两种控制策略，即：分散式和集中式。
4.3分散式控制策略
以每一座变电站作为分析目标，针对实际情况分别确定出最科学合理的控制策略，然后通过电网调度中心自动执行该策略。分散式控制策略采用的是九区法。分散式控制策略应用在电网调度中心只适用于配电网。
4.4集中式控制策略
集中式控制策略是通过调度自动化系统对整个电网各节点的运行的无功功率、电压以及有功功率等实时数据进行采集，并在线进行分析和计算，在保证电网和设备能够处于安全运行的基础上，保证各节点电压符合相关的要求，站在整个电网的角度对无功电压进行优化控制，进而达到无功补偿设备投入合理和无功分层的就地平衡，进而实现以最少的调节、最高的电压合格率、最合理的电容投切以及最小的网络损耗的综合优化目标。在经过综合的优化处理之后，相应的控制指令通过调度中心就可以自动执行，进而达到对电网内的所有的变电站的有载调压装置和无功补偿装置的集中监视、管理和控制。集中控制策略应用于电网控制中心对该电网中所有对变电站由控制权的供电企业。
4.5无功功率的分布对电压有决定性的影响
电压是衡量电能质量的一个重要指标。电压质童对电网稳定运行，降低线路损耗，保证工农业安全生产，提高产品质量，降低用电损耗等都有直接影响，负荷无功功率对系统电压的影响，在额定电压附近，负荷从系统吸收的无功功随电压上升而增加，随电庄下降而减小。当系统出现无功功率缺额，亦即无功电海不能提供足够的无功功率时，系统所接的各负荷的电压将下降，减少其向系统吸收的无功功率当系统无功过剩时，无功吸收能力不足的情况下，系统电压将普通升高，如来利用发电机进相吸收过剩无功功率，当吸收无功超过其最大吸收能力时，可能会引起系统暂态不稳定。
无功电压调节对于解决轻负荷高电压问题的重要性随着经济的发展，在节假日期间，系统中出现的轻负荷高电压现象也日益明显，严重地影响了电力系统设备的安全性和系统的稳定可靠运行。为此，调度人员通常会利用发电机进相、停运高压输电线路、安装并联电抗补偿器、调整可调变压器分接头等手段来降低系统电压水平。
5.无功优化技术在电网中的应用
随着电力系统的迅速发展，电力市场化程度的深化，驻马店供电公司越来越重视企业效益和电网经济运行，而供电企业的经济效益体现在多供电、低成本上，降低网损是主要技术手段，并且我们现在都在提倡优质服务，其中供电电压合格率的高低是供电质量的一个重要指标，保证电压质量就提到日程上来。
5.1无功优化系统设计原则
首先保证母线电压在合格范围内，在此基础上合理的分配设备动作次数，使得电网在满足功率因数、电压约束条件下实现网损最小的安全经济优化运行。
5.2无功优化系统实现方式
基于正框架，只借助接口程序从一系统读取实时数据，对设备的控制命令也是由接口程序传送到系统，，再由系统执行操作命令，并保证能在一段时间内对同一设备只有一个操作命令，所以系统与系统应无内部祸合性，不影响系统的内部物理结构和逻辑结构，另一方面又有效利用了现有资源。
5.3无功优化系统效益分析
无功优化系统经过在国内多个区域供电公司的试运行，运行稳定可靠，取得了良好的经济效益和社会效益，现归纳如下、降低网损、提高电压合格率，这时本软件的主要目的，上述应用分析已充分说明了这点。减少了有载调压变压器分接头开关动作次数，提高了设备的使用寿命，减轻了检修劳动强度，分接开关调档的及时性及效益是非常明显的。合理投退变电站电容器，可以代替调度人员完成对运行时电压合格的监视和控制，大大减少了调度员的确工作强度，避免了人为误差，真正实现了全网电压实时自动控制，完善和提高了调度自动化水平。
6.结束语
在地区电网中实施电压无功优化控制，有效改变了传统电压调度控制自动化程度低、工作强度大、效能低的状况，把调度系统运行特点和自动优化控制的优势有效结合起来，形成一套完整的实时自动控制系统。提高了设备的利用率，有效的降低了网损，提高了电压合格率，改善了配电网的运行状况，提高了供电质量，无功电压的管理工作也有了新的进展，进而使企业获得更大的经济效益和社会效益。
参考文献
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