电力系统无功电压管理和区域平衡

【摘 要】由于社会发展迅速，人们对于电能质量的需求量大大提高，造成电能质量低原因是电力系统故障时常发生，给人们带来了巨大的经济损失。电力系统的崩溃主要是由于在某个区域内电压不稳，进而影响到整个电力系统。而电力系统无功电压管理能够较为有效的避免这一问题的发生，维持区域内电力系统的无功平衡，防止由于电压不稳而造成的电力系统崩溃。

【关键词】区域平衡；电力系统；无功电压管理

前言

对着我国科技和经济的不断发展和进步，人们的生活水平和工作结构进一步提高，对于电能质量的要求也不断增加。为了能够满足社会发展和人们生活的用电需求，我国电力系统经历了电网整改、电网升级、智能化改革等，已经取得了很大的进展。但是，由于受到技术、资金、环境等因素的影响，使得电网结构仍然比较薄弱，先进设备的数量不足，稳定性也不是十分理想。在某些区域目前仍有电压不稳定的具体现象，如果不能及时解决，将会造成整个电力系统的崩溃。

1 无功功率平衡与电力系统稳定的关系

对于整个电力系统来说，无功功率对其正常运行具有十分重要的作用，保证无功功率的平衡，才能确保电力系统的正常运行。无功功率是指在电网运行的过程中，电力系统各个环节产生的无功功率损耗，要和所有无功产生的无功功率相等。电力系统中的线路和变压器是产生无功功率的主要部分。在电力系统当中，用电设备所吸收的无功功率通常都受到所加电压的影响。临近额定电压，无功功率和电压的关系是成正比变化的。如果电压上升，无功功率就会增加，反之则会下降。

而当电力系统中无功功率出现缺额的时候，只有将系统中的负荷电压降低，才能减少吸收无功功率，维持无功功率的平衡[1]。在电力系统中，造成电压崩溃情况的主要因素是系统无功补偿容量不足。如果系统无功紧张，系统将会陷入严重的重负荷状态，传输线路的工作趋近于极限，因此往往都会造成电力系统的崩溃。如果电力系统中存在充足的无功，电压维持在行业标准值或满足特殊用户要求。如果无功出现缺额，就可能会引起电力系统的崩溃，从而造成停电故障。

2 区域划分与区域平衡

电力系统局部区域中的无功储备出现缺额现象，是引起电力系统电压不稳或电压崩溃的主要原因。区域无功储备不足主要有两个原因，其一是由于整个电力系统中的无功储备都存在缺额；其二是其他区域的电力系统中无功储备过多，却无法传递给当前区域[2]。如果是第一个原因，可以对整个系统的无功储备量进行进行增加。而对于第二个原因，则可以相应的调配电力系统中的无功流动，在

电力系统中划分一些较小的区域，分别进行无功管理。

在进行区域划分的时候，应当遵循以下几个原则：其一是确保不同区域之间的相对独立性，将可能降低各个区域之间的相互影响。其二是每个区中都不能包含其他区域的节点，同时保证区域节点之间存在较大的耦合度。在每个区域中，还要确保充足的无功储备。其三是对整个电力系统进行区域划分，数量要适当。数量过多会影响系统整体管理的效率，而数量过少又会使工作标的复杂繁琐，不利于系统管理。其四是各个区域的大小要适中，以便于管理为宜。如果区域过大，会导致管理不便，影响管理工作。而如果区域过小，就失去了区域划分的意义。

区域划分的结构会对电压若节点的选择产生很大的影响。因此，可以采取以下方法进行验证。首先可以对划分区域的数量和大小进行判断，其次是对所划分区域内的无功储备进行分析，然后可以总体衡量对于整个系统的区域划分结果，最后还可以利用Sugeno-Yasukaw准则，来判定区域划分的合理性[3]。

3 基于区域平衡的无功电压管理

电压稳定与电力系统无功储备之间的密切联系，使得无功电压管理方法成为可能，该方法在提高电力系统电压稳定性的时候，是利用提升无功的方式；来实现的。在当前的实际应用当中，无功电压管理主要注重无功管理和电压管理这两个方面[4]。

在无功管理中，具体的管理方法是利用调整电力系统中有功和无功的分布情况来维持电压的稳定。采用这种方法，能够影响系统的运行方式。还可以合理的调整和安排无功电源，以此来提高电力系统电压的稳定性。

此外，具体的实施手段是在发电机注入无功，从新进行合理的安排，增加发电机的无功储备，从而提高电力系统的电压稳定性。这样不会对有功分布产生影响。其最终目的是尽量提高无功储备，降低有功损耗。而在电压管理中，则是首先要了解区域划分的具体情况，掌握各个区域中的情况。然后在区域内选出电压中枢节点，将该节点的电压保持在规定的范围之内，可采用无功储备或无功补偿等方式进行。

在实际工作中，对于电力系统的管理，要将无功管理与电压管理相结合，对所划分区域内的无功电压进行管理，确保各个区域的电压稳定，这样才能个保障整个电力系统的电压稳定，防止出现电压崩溃等电力事故。因此，无论是无功管理还是电压管理，其最终目的都是为了保证电压的稳定，进而确保整个电力系统电压的稳定，维持区域平衡，避免电力系统出现电压不稳定或电压崩溃的情况，从而提高电力系统的稳定性，确保人们的正常用电。

4 结论

在电力系统的运行当中，如果某个区域内出现电压不稳定的状况，而得不到及时的解决和处理，将有可能引起整个电力系统的崩溃，导致大面积停电。因此，

要对建立系统进行区域划分，针对各个区域内可能会产生电压崩溃的节点进行严格的监测。以便在出现问题时，能够及时予以解决，从而防止出现电压崩溃或电力系统瘫痪等事故。对此，基于各个区域的区域平衡，可以采取无功电压管理的方法，来确保电力系统的稳定运行。

参考文献：

[1]陈静.基于区域平衡的电力系统无功/电压管理[D].大连理工大学，2012.

[2]胡晓.基于区域平衡的电力系统无功电压管理[J].企业技术开发，2013，18：105+107.

[3]魏莉莉.电力系统无功电压管理[J].低碳世界，2014，09：68-69.

[4]张亚娟.电力系统无功电压管理与控制分析[J].山东电力高等专科学校学报，2013，01：68-70+76.

2009年就职于南宁供电局，正值调度员，研究方向电力系统无功电压管理。