电压无功自动控制的现况

当前我国在电力系统的电压和无功控制方面,存在着较为严峻的问题有:

(1)在电网运行到高峰负荷期间,经常出现无功补偿不足的问题,这会导致电力系统中运行的电压畸变,失稳的电压对于系统输电的质量造成损害。功率因数的降低还可能损伤电网中对功率因数敏感的电力装置,如果控制不及时还可能造成整个电力系统的电压崩溃现象,造成电网大面积停电,引发重大安全事故;而当电网处于低负荷状态运行时,可能出现系统无功过剩现象,这将引起变电站母线端的电压升高,对于电网和用户的用电装置其绝缘性能提出新的要求,同样威胁电力系统运行安全。

(2)有载调压变压器分接头档位分配与并联电容器组分组比例不当。无论是有载调压变压器分接头各个档位调压过大还是过小,均难以满足稳定电力系统运行电压的需求;当并联电容器组各个分组容量过大时,整体投运后造成母线电压高于正常值,全部切除后电压又低于正常值。

(3)电压无功自动控制装置调节功能不完善,并联补偿电容器的投切和有载调压变压器分接头的调压依靠操作者的经验,无法实现快速响应、准确调节。控制装置的元器件整体质量水平不高,部分元件故障频发,系统抵抗扰动能力较低。电网中有载调压变压器更换频率较高,频繁动作造成分接开关过多的调压动作,加速开关老化,容易造成开关运行故障,造成变压器退出运行状。

(4)电压和无功监测记录时无法提供实时而精准的分析和测绘,电压和无功计量误差较大,测算的数据在完整性和准确性上不足,给变电站的电压和无功分析以及控制系统改进带来一定困难。

基于以上诸多工程难题,研制变电站的电压自动控制与无功功率优化才更加凸显其重要性和经济价值。近年来,人们针对无功优化软件在电网自动化控制系统中的应用进行了大量实践尝试,然而距离完全实现电网控制,还有不少工作要做。为了改善电网中电压的质量,优化无功功率平衡,变电站通过装设了并联补偿电容器组,部分主变配备有载调压变压器的方式,根据电网中用电装置的负荷大小对并联电容器组和有载调压分接开关进行综合同步调节,从而实现无功潮流优化。变电站电压无功的传统控制模式通过人供手动控制,难以做到精确判断,无法跟随系统无功负荷的变化及时进行操作,更无法实现电压和无功的远程操控和实时响应,反而可能增加动作次数,甚至可能出现误调节动作,愈发难以适应高速发展的现代化电力系统。