探析电力网中无功电压自动控制系统的应用

探析电力网中无功电压自动控制系统的应用

【摘 要】随着社会经济不断的发展我国电力企业的也随之不断的发展提升，电力网络也逐步加快形成一个巨大的互联网络系统，互联网络系统联系的越来越紧密然而有效地提高了系统的安全性，但在对电力系统电压的调控变得越来越复杂化及有一定的困难性。本文就笔者工作经验从电压自动控制的作用以及影响还有对电压自动控制的主要问题进行了详细的分析与探讨。

【关键词】电力网；无功电压；自动控制系统；探析

在电力网中电力系统的节点，特别是一些关键节点的电压水平不但代表系统的电能质量，还直接关乎到整个系统运行时的经济效能和安全性。监控系统节点电压，保证它尽量在理想的电压水平运行，既能确保系统的电能质量，还能提高整个系统的安全性能，防止电压崩溃，而且系统的有功损耗也能够得到有效的降低，提高系统的经济性。

所以，自动电压控制系统的应用不但能降低人力投入，还能提高电网的科学运行以及系统的经济性和安全水平，前景广且意义重大。

1 无功电压自动控制的作用以及影响

电力系统中的大多设备的工作原理都是依据电磁感应原理，能够在运行过程中转化能量形成交变磁场，使周期内释放的功率和吸收的功率相平衡。电源能量通过纯电容和纯电感电路时并未消耗额外的电量，只有用负电荷和电源进行往复交换，该过程中交换功率未对外做功，称之为无功功率。无功功率能够真实反映内外部之间往返能量的交换实况。无功功率在电网中发挥的作用很大，电动机要依靠电源吸收无功功率来建立旋转磁场使之能够正常运行。变压器需要无功功率通过一次绕组建立并且维持交变磁场，以此在二次绕组中感应出电压。

所以，电感性用电设备不仅需要从电源中获得有功功率，还要获得无功功率，两者兼备才能运行起来。无功功率在电网中的影响也较大，当它不足时，用电设备便无法建立和维持正常的电磁场，会导致设备端电压不足，电力设备便无法在额定技术下运行。

2 无功电压自动控制的主要问题

从整体看来，装机容量为 10000MW 的电力运行系统，换个角度讲也是一个装置容量达 12000-15000Mvar 的无功功率运行系统。这个无功系统跟有功系统类似，也是由网络、无功电源、无功负荷构成。无功负荷还能绘制出年、月、日的运行负荷曲线，以此平衡无功功率，此外无功电源也有冷、热设备的用容量。而且有功功率的算法在无功功率的运算中同样适用。电网的有功功率损耗一般低于负荷的 10%，而无功功率却占无功负荷的 30%～50%左右。无功功率的总体损耗一般是有功功率总损耗的 3～5 倍。主要有如下表现：首先是现代电力系统

中和无功功率有关的一些新技术问题：无功静态的稳定技术问题，无功电源不理想时易导致电压的崩溃，引发严重的事故；运行时无功功率的动态平衡问题，无功功率过大时，要能使得电机进相运行；电容性的无功功率容易引发电机的自励磁问题；高压直流输电系统逆变站和整流站无功功率问题；无功功率中出现的闪变以及高次谐波公害问题；超高压交流输电系统中的技术问题。

3 电压三级无功电压自动控制模式的构建

（1）第三级电压控制。第三级电压处于整个电力系统的最高层，其可以对全系统进行控制，执行通常由系统控制中心进行，响应时长最短为15分钟，最长为1小时，可在规定时间启动，受用户控制。电压稳定的控制做为主要的控制点，除安全监视外，控制层考虑的问题应该还有经济问题，实现电能的经济调度是控制层的主要工作之一，通过无功优化给出各个分区中枢母线电压和重要联络线无功的设定值，输出给第一级电压控制使用。

（2）第二级电压控制。第二级电压处于整个电力系统的中间层，其可以对某个地区负责，执行通常由各地区系统控制中心进行，响应时长最短为1分钟，最长为5分钟，可在规定时间启动，受用户控制。其控制的主要目的是能够确保中枢母线的电压值等于规定的设定值，保证分区内无功储备的充足以及母线电压合格。一旦母线电压的幅值有了一定偏差，地方电压控制器必须根须确定好了的规律对第一级电压控制器的参考值进行一定幅度的改变。

（3）第一级电压控制。第二级电压处于整个电力系统的最底层，其可以对某个片区负责，执行通常由发电厂、用户和各供电点进行控制，响应时长一般在几秒左右，可在规定时间启动，控制设备通过保持输出变量尽可能地接近设定值来补偿电压的快速的和随机的变化。

参考文献：

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