王秉旭
（国网泉州供电公司福建泉州362000）
摘要：在电力系统正常运行过程中，线路与变压器漏感所造成的电压降被定义为无功电压，无功电压与线路电流成正比可以有效改善线路电压质量。所以无功电压在电力调度中是必要条件，而将无功电压自动控制技术应用到目前的电力调度自动化系统中，会对电力调度起到了重要的作用，不仅能够实现电压质量的提高、降低电网中电能损耗、提高电网稳定性，还能减少电力调度人员的工作任务。
关键词：无功电压；自动控制技术；电力调度；自动化系统
1无功电压自动控制技术原理
从电力供应的需求来看，由于工业生产的精密自动控制程度越来越高，对电力电压质量也提出了更高要求。传统调压调节方式已经无法满足实际生产需求，无功自动控制技术应运而生。以微处理器为核心的VQC装置通过对软件功能模块进行组合设计，可实现对变电站变压器及相关设备运行状态的自动调控，包括并联电容器选择投切等，从而对电源侧的无功功率和负荷侧的母线电压进行调节，确保无功功率在允许范围内变化。最开始使用的VQC装置是根据“九区图”原理进行设计的，如图1所示。
其中，“1区”投入电容器，分接头向上调节，“2区”投入电容器，投入完不动，“3区”分接头向下调节，到最低档后切除电容器。“4区”分接头向下调节，到最低档后切除电容器，“5区”切除电容器，分接头向下调节，“6区”切除电容器，完成后不动。“7区”分接头向上调节，到最高档后投入电容器，“8区”分接头向上调节，到最高档后投入电容器，“9区”正常范围，不动作。但该方式属于静态调节，预测性不足，可能导致电容器投入后出现电压越限情况，或出现电容器反复投切问题。为解决这一问题，对“九区图”进行了拓展，具体是对“2区”和“6区”进行细分，分别分为a和b两部分，分别采用不同的动作策略，实现动态调节。目前使用的VQC装置一般均采用拓展后的“九区图”调节策略。
2电力调度自动化系统中无功电压自动控制技术的应用
2.1在变电站自动化方面的应用
目前，我国存在着大量的变电站，基本处于两种管理模式：一种是有一部分人管理；另一种是无人管理。随着我国电力系统的发展，无人管理的变电站是一种发展趋势。无人管理模式的变电站没有固定的值班工作人员，而是电力调度中心借助电力调度自动化系统进行监测管理，出色地完成了值班人员的工作。无功电压自动控制技术应用在变电站自动化方面，能避免员工工作中出现的失误，减少变电站的工作人员的同时提高了变电站电力的运送质量。以张家界地区为例，在张家界地区变电站中，将无功电压自动控制技术应用到电力调度自动化系统中，工作人员利用监测系统对各变电站电力设施统一监测管理，避免了人力工作的失误。在投入无功电压自动控制技术之前，张家界地区用电高峰期每天人力调动达到30次以上，而在投入无功电压自动控制技术之后，除去一些必要调整之外，调整量比同期减少了1000多次。
2.2在电力配送方面的应用
电力自动调度控制系统不仅能够及时发现电力设备和线路的异常状况，还能通过采用无功电压自动控制技术，实现对电力运行的自动调节，减少电能消耗。在电力配送过程中，通过自动监测，发现异常状态，并为工作人员提供系统调节建议，可以有效提高电力配送运行质量和控制效率。例如，在上述变电站中，应用无功电压控制技术后110kV以上超高电压合格率得到了100%，高电压合格率也提升了1个百分点，使电网损失得到进一步控制
2.3在电力能源方面的管理
电力调度自动化系统有着能源管理系统，主要是对电网系统的监控与控制，包括了电力系统的安全状态评估和分析、电力系统调度员模拟培训、数据采集与监控、自动发电控制等。无功电压自动控制技术应用在能源管理系统中，能够全面地发现电力能源系统中存在的漏洞与问题，让电力调度自动化系统处在正常运转状态，同时无功电压自动控制技术在还能够对电力生产环节进行评估，改进电力生产方法，增加电能产生的效率。自无功电压自动控制技术使用以来，张家界地区电力系统设施的管理、运营等方面有了极大的改善，电力设施使用寿命延长1/5，节约了大量的电力资源。
3应用实例分析
3.1调度中心概况
以某调度中心为例，该调度中心共包括三个电压等级的变电站。其中A变电站，电压等级为220kV。调度中心原以人工调度为主，自动化水平低且调度效果差，自动化系统及无功电压自动控制技术应用以来，系统功能不断改进，电网运行安全性显著提高。
3.2技术应用方式
（1）下位机。该调度中心，每台机组均应配备下位机。下位机的功能主要在于对发电机的电压进行测量，同时明确电网的无功功率。上述数据测量完成后，会以运行状态信号的方式被反馈给电力调度自动化系统，系统接收到上述信号后则需对信号的安全性进行评估。如评估结果显示各项参数均处于额定范围内，下位机方可在接收到系统运行指令时开始进入运行状态。
（2）上位机。该调度中心中，每台上位机机组所分配的无功，应采用以下公式进行计算：
Qtarget=[（Vtarget-V+）target/X]+[Q+Vtarget/V+]
上述公式中，Qtarget代表无功目标，Vtarget代表母线电压。系统运行过程中，无功电压自动控制设备会对机组的目标无功进行测量，判断其是否存在超限问题。如存在则需将其视为不可调机组，如不存在，则需重复测量目标无功直至机组全部呈不可调状态为止。
（3）调节软件。电力调度自动化系统的无功调节软件由数据库、接口、配置库、调节进程等构成。其中，数据库的功能是存储各项无功信息。接口的功能是为数据的传输以及接收提供路径。配置库的功能是对通信进程进行优化配置。上述软件配置方式下各个软件均相互独立，当某一软件出现故障时，其他软件均不会受到影响，系统的无功电压控制功能，仍可有效实现。
4结语
总之，无功电压自动控制技术为电网电压带来了优化，提高了电力设备的电压稳定性，提高了电网的运转效率，降低电能损耗，推动了国家电网技术的发展，所以无功电压自动控制技术在电力调度自动化系统中有很大的作用。
参考文献：
[1]孙珍丽.讨论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].科技资讯，2017.
[2]刘方，顾宝刚.调控一体模式下无功电压自动控制软件的应用[J].电气时代，2012（11）.
[3]李俊伟.浅谈电网无功电压自动控制系统在配电网中的应用[J].科技创新与应用，2016（14）.
作者简介：
王秉旭（1992.07.23-）；男；福建泉州；汉；本科；助理工程师；电网监控员；电网调控运行；国网泉州供电公司。