无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的运用

无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的运用

杨孝

茂名石化公司电力调度室 52500

摘要：在我国，电力企业的发展非常迅速。自动控制技术不仅促进了电网的全面改造，而且提高了电网调度的整体自动化程度。这种先进的技术使电力系统的调度和管理水平得到了极大的提高。在无功电压的自动化控制方面，采用了最前沿的技术和元件。在理论上，该方法可以使电网的调度自动化，使电网的运行得到最优的监控，并为电力调度的无功电压管理提供了新的思路。

关键词：无功电压自动控制技术；电力调度；自动化系统；运用策略

前言

随着国家的发展和国民经济的快速发展，各电力公司的供电需求也在持续增长，给各供电企业带来了极大的困难。要想更好地发展电力公司，必须加强对电网的控制，提高电网的运行效率。为了实现电力企业的快速发展，必须采用多种技术手段，以确保电力调度的高效运行。电力生产、供应、配送等各个环节的协调，不仅能提高电力调度的水平，还能通过各种技术手段来提高电力生产、供电、配送等方面的协调。

1.相关概述

1.1电力调度自动化系统

该技术可以使变电站自动化，使变电站在无人或员工很少的情况下自动工作；用于控制配电自动化、监测、控制和发送电力消耗，可以对某些电网中的故障进行快速的处理；对整个电网进行最优管理，对整个电网进行状态评价和安全分析，并给出最优方案，使全国的调度自动化体系更加完善。电力调度自动化系统是我国电网的核心和关键环节，其优化和发展将直接促进电力的利用率和人民的生活水平。

1.2无功电压自动控制系统特征

一是安全稳妥。该系统采用双网双电源，并配有反向结构，以确保系统安全稳定运行。二是智能。该系统能对机组的无功功率进行有效的协调和控制，确保电力系统的稳定运行，确保母线电压达到有关规范。同时，采用无功电压自动控制系统，可以实现无功平衡，减少电网的损失。三是总线式设计。采用总线组网方式实现无功电压自动控制，可以促使其通信距离更远，抗干扰能力强^[1]。

2.电网自动化调度的无功电压管理的目的和要求

2.1管理目的

在电力系统中，无功优化的最根本目的就是通过对电压进行变压器分接头，扩大无功设备的容量，从而提高系统的运行稳定性，提高电压品质，减少有功损失。目前，电网损耗最小化是目前电力系统运行中最常见的方法，也是无功电压的主要控制手段。

2.2管理要求

在电力系统中，输配电线路、供电设备、变压器等在正常工作的时候，都会消耗一定的无功功率，从而导致系统的功耗下降，造成电力的损耗，线路电压的增加，甚至会造成电力供应不足，导致设备出现故障，最终导致经济损失。因此，如果对电网进行良好的补偿措施，不仅可以提高电网的供电品质，还可以减少线路损耗，达到节约能源的目的。

3.无功电压自动控制技术应用设计

3.1设计思路

在电网调度自动化系统中，无功电压的控制主体是以智能体为主体。为了扩展无功电压的控制范围，需要在设计时，根据各分站的机组数目和电抗器的数目来确定各智能体的数目。以一般智能电网为例，当母线电压达到220kV时，电网调度自动化系统难以对其进行无功电压的控制。在电网中引入无功电压自动控制技术，使电力系统达到最佳状态，提高了电力系统的平衡运作。

3.2智能学习

采用分区学习、电压调节学习、无功优化学习来实现无功电压的自动调节。比如，在无功优化中，在电网自动化调度系统不能保持无功的情况下，通过智能体的反馈，计算出需要的无功功率，从而实现对系统信息的调节。要知道，在220kV以上的母线电压才可以进行智能学习^[2]。

3.3控制模式

控制模式设计：一是采集电网的实时运行数据，然后通过电网调度自动化系统对数据进行分析。二是通过对电网的极点和极小点的计算，来判定是否有过电压过限。三是当出现电压过限时，需要将要求发送给无功电压自动控制系统中的智能主体，以达到最优的无功电压控制。

3.4调节方式和指令方式

电力调度自动化系统是以无功电压自动控制技术为核心的，它的调节方式、指令方式的设计方法有：调整模式：对于电力调度自动化系统中的控制单元，可以采用调整设备来进行无功和命令差异的对比。保证各种不同的情况，都能被及时的检测出来。二是主站指令：为了避免过多的调整，电力调度自动化系统的运行时间为15秒。

4.无功电压自动控制技术的应用层次

4.1变电站控制

在变电站的控制级自动化控制软件的应用上，对一个变电站进行实时数据采集、分析，并使用软件进行判断，从而实现多个电压等级的电压调整，以适应各种母线及全系统的电压、无功要求。针对某一特定地区的变电站，除要兼顾变压器高低压侧电压的相互协调外，还必须根据电容器组、电抗器、主变高压侧的分接等进行调整。应注意，这些装置的投切数量要有一定的限制，并且不能进行连续调整。在调整这些装置时，必须遵守一些规则，使其结合起来。由于变电站的电压、无功控制涉及多种因素，仅靠收集的数据进行分析、控制，相对比较繁琐，不能满足要求，因此可以采用规则库、专家系统等分析方法进行控制。无功电压自动控制技术是变电站无功电压的一种，其不同之处是，变电站不需要为无功电压调节设备安装专用的控制设备，而仅需通过软件设定即可。

4.2地区控制

无功电压自动控制软件在地区控制层的应用是以调度自动化系统所提供的全网拓扑结构为基础，它可以根据电网的发展和工作模式的变化自动调整。全电网的电压无功自动控制是基于全网潮流计算的。区域控制的实现，以全网的潮流计算为基础，对整个网络的实时信息进行拓扑分析、状态估算以及全网的最优功率计算。区域电网控制既要确保电网电压在评估范围内，又要达到最优化的无功分配和最小损耗^[3]。

4.3上下级调度协调控制

由于我国地域广阔，电网规模巨大，需要实行分级、分区和多级调度。无功电压自动控制技术是按照上级调度的命令来实现区域电网的协同控制。该应用的实施要求在全网无功功率优化计算中增加某些限制或目标，以达到与上下两个层次协同工作的目的。区域调任的上级是省级调任。由于各省、市、区间的无功电压自动控制存在着不协调、不能协同工作等问题，导致系统启动频率较高，严重影响了系统的运行控制质量。随着自动化技术的不断发展，目前省、地调之间的无功电压自动控制越来越受到人们的重视，并将其双向交互作用运用到了生产中。

5.无功电压自动控制技术实现方式分析

5.1自动控制后台软件

无功电压自动控制技术要求有一个强有力的后台系统软件。在电力调度自动化系统中，无功电压自动控制的后台软件主要是由后台的自动系统来实现。该软件具有完整的硬件和软件体系，无需额外的硬件设备，既可以减少人工，又可以简化软件的使用，方便用户使用，但在实际应用中，自动控制软件的运行非常繁琐，很可能会导致数据传输缓慢，还需要将无功电压自动控制后台软件与自动化系统之间的联系进行优化。

5.2自动控制网

自动化控制网的各项工作都需要通过计算机的自动控制网来完成，包括数据采集、数据处理等。例如，电网调度自动化是一个由电网控制的完整系统，是实现数据收集与传递一体化的综合管理体系。可以将网络的通讯过程分成两部分：一是由自动控制网将信息传送到电网调度自动化系统，这部分信息是控制信息。二是通过自动调度系统向自动化网络传输数据，并通过电网调度自动化系统采集到的数据。利用计算机的后台管理软件，对系统的运行情况进行分析，从而建立起一个有效的、稳定的信息闭环体系。为此，应积极引入先进的通信技术，提高通信的品质。

5.3独立自动控制装置

独立自动控制装置具有数据采集、传输、处理和控制等功能，无需设备、系统或网络介入。因此，该独立的自动控制装置具有更高的工作效率。采用独立的自动控制装置，其操作简单，指令可以快速执行，工作人员可以手动调整各种参数。在实际中，由于采用了独立自控系统，对硬件设备的要求比较高，所以需要增加大量的设备，而且安装起来也比较困难。电力企业要根据企业发展和变电站的实际需求，合理选用无功电压自动控制技术，以减少企业运行成本，提高电力调度自动化系统运行的稳定性，从而实现电力企业的稳定发展。

5.4目标系统

电力调度自动化系统作为无功电压自动控制技术应用的目标系统，它是整个电网的关键环节。该系统主要由信息采集、信息传输、信息处理、命令执行、人机交互等组成，该系统能在无人或半人工操作的情况下，实现配电系统的自动化。在运行期间，它的任务是监控、调度、故障发生后的自动恢复，使电网的运营品质得到最好的改善。将无功电压自动控制技术用于电力调度自动化系统，必须对其功能有一个全面的认识^[4]。

6.无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的应用

6.1无功电压自动控制技术在变电站自动化方面的应用

我国目前的变电站种类繁多，大都采用了两种不同的管理方式：一是有人管理，另一种是没有人管理。随着电网技术的不断革新，无人化管理也将是未来的发展趋势。在无人值守的情况下，不会有专职的员工在变电站工作。而电力调度中心则可以通过自动监控系统，实现对电网运行的监控。在变电站自动化中引入无功电压自动控制技术，能有效地降低工作人员的各种错误，确保整个变电站的供电效率。比如，在某个地区，有人在自动化系统中引进了无功电压自动控制技术，通过监控系统，员工就可以远程、集中地管理电力设施，避免了人为操作造成的错误。在无功自动控制技术问世之前，许多地区每天都要进行30次以上的人工调峰。采用无功电压自动控制技术后，其运行效率比以前要低得多^[5]。

6.2无功电压自动控制技术在电力输送方面的应用

在正常的电网运行过程中，调度自动化系统无法从线路或者电力设备中发现异常电流，导致电力消耗更大。采用无功电压自动控制技术，可以对输电线路、供电设备进行故障检测，准确地判断故障，给出正确的修正方案，或者将故障的电压调节到无功。自某电网引进无功电压自动控制技术以来，110kV及以上的电压合格率达到了100%，而35kV的电压，其合格率也比去年同期也得到了一定程度的提高，电量损失显著降低，有很好的改善效果。

6.3无功电压自动控制技术在电力能源方面的应用

无功电压自动控制技术能够在电力使用中对电能进行监测，其主要功能是监测电网的运行状况。通过应用无功电压自动控制技术，可以发现电网运行中的问题，提高电力能源的使用效率，同时也可以对电网故障进行检修，查找故障原因，并进行优化调度。通过无功电压的自动控制，能有效地改善电力系统的工作性能。在电力能源应用中，利用无功电压自动化控制技术进行自动调节可以实现节能，所以在使用电能时要重视无功自动调节技术，以便节约电能。

7.结语

电力调度自动化系统，将极大地促进电力系统未来的发展，并保证电网可靠运行，有利于经济的发展。无功电压的管理在一定程度上提高了自动调度的工作效率，有利于电力系统未来的发展。因此，在电力行业中，要加强对电网自动化调度的无功电压管理的深入研究和优化，以保证电力行业的持续稳定发展。

参考文献

[1]谷慧.无功电压自动控制技术在电力调度自动化中的运用研究[J].探索科学,2019(5):49-50.

[2]史志强,漆伟,燕艺谋,等.简述无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的应用[J].技术与市场,2020,27(9):98,100.

[3]唐成年.无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的应用探究[J].山东工业技术,2019(1):201.

[4]俞倩倩.无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的应用[J].名城绘,2019(5):0308.

[5]刘娟.无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中的应用分析[J].科技风,2018(34):168.