电力系统中的电压无功控制技术可靠性分析

电力系统中的电压无功控制技术可靠性分析

张瑜

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布供电分公司四子王输变电管理处

内蒙古乌兰察布市011800

摘要：随着科学技术的飞速发展，无功控制技术在电网系统中的应用进一步提高了供电的效率和稳定性。在此背景下，一些研究人员将电力系统与无功控制技术联系起来并取得了一些成果。输变电设备在实际运行过程中不可避免地会受到无功功率的影响，造成电能损耗，不仅会给电力企业造成一定的经济损失，还会威胁电网的运行安全。因此，在电网系统中应用无功功率控制技术具有重要意义。基于此,本文对电力系统电压和无功控制技术的可靠性分析进行了相关研究,以期为相关研究提供参考。

关键词：电力系统；电压;无功控制技术；可靠性

1 、研究意义

(1)电压质量是衡量国家电力质量的重要指标。如果电力系统的无功输出不足，会导致电网电压等级下降，导致用户用电设备的正常运行，甚至损坏，威胁用户的财产和人身安全。如果系统中的无功功率过大，会导致电网电压等级升高，导致电压击穿，对用户用电设备的绝缘性能提出更高的要求，不仅浪费资源，而且也威胁到电网的安全;另外，电压等级过高会增加电压负载，使电机铁芯、有载调压变压器等装置饱和，导致装置损耗增加，使用寿命缩短，经济性增加。电力系统正常运行的成本，这会带来一些不便。 (2)电力系统需要自动、准确地调节系统的无功平衡和电压稳定性，以保证电力系统的安全稳定运行。功率因数是影响用户用电设备工作状态的关键因素。如果不能及时准确地进行调整，就会出现较大的偏移，从而导致电力系统电压不稳定，从而可能导致“电压崩盘”，使电力系统的大部分功能瘫痪，从而造成电网大面积停电。对生产和生活产生负面影响。这个问题已经发生过很多次了，不仅在国内，在国际上也是如此。它吸取了惨痛的教训，带来了巨大的经济损失和社会危害。

2、 电压无功控制原理

电控系统和无功功率是利用电子设备通过获取数据的步骤，在能量的支持下进行信息分析和管理，实现电压的自动控制。由于电压、无功功率和功率三个参数之间的关系，连同系统的运行，保证了用电所需，有能力支付所有站和用电设备。从系统的角度计算必要的市电，抽头工作的变化，然后单独调整，减少无功损耗。该技术需要专业设备即VQC设备的支持，它依赖于变电站运行过程中的电压、电压、功率等连续产品做出适当的决策，更换资本电容，调整分接开关的档位. .位置，使机体的无功功率与位置相等，可以保证系统电压始终在合适的位置，保证合适的值。 VQC技术可以保证电压质量，保证电力的安全稳定。

3、基于有功无功的电力系统可靠性评估

无功功率与电力系统的电压稳定和电压崩溃密切相关，对电力系统的稳定运行具有重要意义。提出了无功不足引起的可靠性指标，并与有功不足引起的可靠性指标进行了对比分析。考虑到无功功率不足和系统故障引起的电压扰动问题，采用三级切负荷技术确定事故发生后有功和无功功率对电力系统可靠性的影响。基于发电机的有功输出和PQ曲线确定的无功限制，研究了对电力系统可靠性的影响程度。提出了一种与低压减载功能相匹配的无功注入技术。通过对改进后的节点系统和实际220kV网络系统的分析，证明该评价方法可以从有功功率平衡、无功功率平衡和电压稳定性三个不同方面为系统规划者和运营商提供系统可靠性信息。本章提出的基于有功和无功功率的电力系统可靠性评估方法和指标体系的可行性和有效性。可靠性评估技术日益完善。然而，传统的电力系统可靠性评估更关注有功功率的充足性，而无功功率对可靠性的影响尚未深入研究。大多数可靠性指标都与充足性有关，如预期能源短缺（EENS）、预期减载（ELC）等。在这些评价方法中，通常以恒定的最大值和最小值作为发电机的无功限值；有功甩负荷技术通常用于解决或缓解故障状态下网络运行变量超限的问题，很少考虑无功功率的作用。

敏感性分析用于估计故障后电压水平、无功功率输出和系统潮流分布。采用分段线性估计方法，分析了元件运行约束对可靠性评价的影响，研究了并联电容器对配电系统可靠性的影响。在系统可靠性评估中，可以采用直流潮流技术分析限压和限无功的影响，分析无功供电不足引起的切载期望值和电压超限期望值，进行分析和计算。综上所述，在现有的可靠性评估体系中，还存在以下问题。首先，没有考虑无功电源可能发生的故障。无功电源包括发电机、同步调制器、补偿装置和 FACTS 组件。其次，可靠性评价指标通常通过按比例削减有功负荷来计算，不能反映因无功功率不足而引起的系统可靠性问题。第三，没有考虑受发电机PQ曲线限制的有功和无功功率输出的相关性。第四，低压减载是解决压降严重问题的最后手段。在系统实际运行中，为了降低系统的电压不稳定性，可以采用同时去除有功和无功负荷的低压减载方案。但是，按照现有的可靠性评估方法，由于没有相应的指标来解决无功不足的可靠性问题，因此难以反映这些控制方法对系统可靠性的影响。因此，现有的可靠性评估方法和指标是不够的。

4、电压无功控制技术的应用

4.1 区域地图控制

这是传统电力系统中的电压调节方式。其中，“九区图”较为传统。它将无功功率的上限和下限划分为九个区域，当无功功率超过限值时再在此基础上投切电容器，当电压超过限值时调整变压器抽头。 ;相对而言，这种方法简单易操作，因此在过去得到了广泛的应用；但缺点是没有考虑无功和电压的影响关系，给定的无功和电压控制限值是固定的，所以不能产生连续的控制结果不稳定，无功电压的变化不能被实时跟踪。 “十七区图”是在此基础上衍生的一种方法，解决了上述方法的一些缺点，特别是考虑到电容投切开关和抽头调整的相互影响，这种方法的运行可以使无功功率非常接近临界值，在电压超限、无功功率超限或同时超限时能产生一定的控制效果，因此也扩大了应用范围；但这种方法的缺点是过于依赖电力系统的运行，需要借助系统运行得到电压的最大变化量和无功功率的最大变化量，而这两个值比较多设置时依赖以往经验，准确率不高。

4.2 人工智能控制

这是未来VQC技术的主要发展方向，利用人工智能在处理数据信息方面的优势，进一步提高VQC工作的有效性。 AI控制有多种方式。 (1)模糊控制理论可以与面积图控制方法相结合，对一些因素和非线性问题进行优化，使边界模糊化的电压和无功控制更加实用。这种方法的优点是可以减少变压器的调整次数，保证电压质量的稳定性。缺点是模糊规则本身不够灵活，因此工作的准确性不足。

(2)可以起到遗传算法的作用。该算法具有较强的适应性和通用性，无初值要求，在电网中有良好的应用基础。可以通过连续选择、交叉和变异来选择最佳控制。结果。三是专家系统在控制中的应用。 AI系统从专家库中提取运行规则，选择合适的方案，然后将其作为电压和无功控制的衡量标准，使运行方式更加简单；但这种方法的缺点是最终效果取决于专家库。制定规则的情况和数量，因此适用范围相对有限。四是应用人工神经网络算法进行控制。人工神经网络本身具有很强的学习能力，可以预测和分析电压和无功功率的变化，从而减少变压器抽头的调整次数。这种方法将是未来VQC技术的主要方法，目前的问题主要局限在精度和速度平衡方面。

结语

总之，随着时代的进步和科学技术水平的不断提高，无功控制技术的出现使电力行业的自动化实现了质的飞跃。在实践中只有真正了解电力系统中的无功控制技术应用，才能进行深入的探索和研究，从而真正掌握其实际应用途径，推动电力行业的可持续发展。

参考文献：

[1]韩园园.电力系统中电压无功控制技术的可靠性分析[J].集成电路应用,2021,38(10):186-187.

[2]王佳乐.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(09):98+100.