关键点：无功优化在地区电网中

地区电网电压/无功控制在实际运行中主要的关键点如下：

1.地区电网电压/无功控制的主要目标

地区电网的电压/无功控制的主要手段为220kV及以下电压等级变电站的主变压器分接头档位的调节、母线的并联补偿设备的投切。地区电网电压/无功控制的主要控制对象包括各电压等级的母线电压、地区电网省网关口（一般为变电站一次侧母线）的功率因数、变电站功率因数或流过变压器的无功功率。在进行无功/电压优化控制时，传统的优化策略主要考虑的是如何减少网络损耗，但是无功优化的前提是安全稳定和保证用户的需求，否则优化无从谈起。因为用户最关心的是供给他们的电能质量，即母线电压是否合格，并不关心网损的大小。因此应优先保证电压的稳定合格，即将保证合格的母线电压列为控制目标的首位。对于母线的电压控制问题，现在大多数是由省网来控制的，其控制设备主要是发电机。当然也可以通过地区电网的控制设备来控制母线电压，例如当母线电压处于低限运行时，可采取投入电容器补偿设备来提高。

220kV的电压水平，由于其控制效果较弱，且当省网控制发电机出力提高了220kV的母线电压后，电容器又需切除，容易产生频繁控制。因此220kV母线电压的控制主要仍由省网来实行。对于110kV和35kV的母线电压，它们介于10kV和220kV电压等级之间，虽然要求的指标不高，但是110kV和35kV母线电压的合格，对整个地区电网的安全稳定运行有一定的作用，还可有效地减少变压器分接头的调节次数。

2.电压/无功协调控制的原则

通过控制变压器分接头和无功补偿设备，把主变压器低压侧的电压控制在规定范围内，这是变电站电压/无功综合自动控制最基本也是最重要的要求，此外同时还要尽可能地减少无功在上下级电网之间的流动，以降低网损。在具体实施变电站电压/无功控制的过程中，应满足的要求如下：

1）首先是要保证低压侧母线电压水平。根据2004年4月21日新颁布的《国家电网公司电力系统电压质量和无功管理规定》：“发电厂和220kV变电站的35～110kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的3%～7%；带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%～+7%”。因此在对地区电网采取无功补偿措施的过程中，地区各个变电站的10kV母线电压应保持在10.0～10.7kV的范围内；110kV母线电压保持在106.7～117.7kV范围内。220kV母线电压则依据调度部门的电压控制曲线进行控制。

电网运行时，系统无功状况对电压的影响比较大，无功功率不足或过大都将引起系统电压过高或过低，极端情况下可导致某些枢纽变电站电压大幅度下降而出现电压崩溃。因而在调整低压侧电压的时候，应根据系统无功状况，对主变压器分接头和无功补偿设备采取不同的控制措施。

2）尽量降低变电站从上一级电网吸收的无功功率，满足无功就地补偿的原则，同时也不宜向上级电网倒送过多的无功功率。10kV母线无功负荷应尽量用电容器无功来补偿抵消，以降低电压损耗和线路有功损耗。所以负荷上升、电压下降时先投电容器后升高档位，负荷下降电压上升时进行相反的操作。

3）尽量减少主变压器调档次数。过度频繁地调节有载分接开关，会引起变压器有载分接开关的故障，进而导致变压器故障。因此应对各变电站变压器分接头的调节次数进行严格的限制。

4）尽量降低电容器的动作次数。频繁投切并联电容器组，也会引起电容器开关的故障，造成经济损失，因而也应限制变电站并联电容器的调节次数。

《电力系统安全稳定导则》关于无功平衡及补偿的规定是对现代电网进行科学分析和多年运行经验总结的基础上得出的基本结论。国标GB 12325—90《电能质量供电电压允许偏差》则规定了各电压等级的配电网母线电压偏差的允许值。以上两个文件是进行电压/无功控制时的基本大纲。但仅有大纲是不够的，还需要进一步扩展出若干原则。现将电压/无功控制的基本原则及要求总结如下：

（1）无功功率就地平衡、分散补偿原则

无功功率不宜远距离输送，对无功功率的分配，首先应按照就地平衡分散补偿的原则进行。

（2）集中管理与分散控制原则

电力系统进行调压计算时必须全网统一进行，而实施控制措施时则应与调度自动化系统相对应按照分层控制的原则进行。(www.xing528.com)

（3）保持各节点电压合格，并留有充足的无功余量

保持电压合格是对电压/无功控制系统的基本要求。保留充足的无功余量，特别是能够快速补偿的无功余量，有利于系统快速跟踪负荷的变化，应对突发事件，从而进一步提高电压质量，在更一般的意义上保持电压的合格性。

（4）要注意区域协调性、经济性，确保全局电网优化

降低网损、提高效率，使系统处于经济运行状态下是所有电网追求的目标。为此，需要对系统进行适当的集中优化与协调处理。对参与优化计算的变电站可设定不同的优化控制方式，用户可根据需要设定变电站是否参与优化控制，不参与优化控制的变电站设备（有载调压变压器、电容器、电抗器）不可调节；用户也可设定具体的设备是否参与优化控制，即该设备是否可调节。控制系统根据用户设定的变电站和设备的控制方式以及变电站负荷预测结果进行全局电网的无功优化计算，得出满足母线电压约束和以网损最小为目标的控制策略。

（5）应当充分考虑全局电压稳定的需求

电压/无功控制说到底就是要保持各个节点电压的稳定，但是如果只是从局部出发，很可能危及全系统的电压稳定性。因此，各局部节点的无功/电压控制也应服从全局的要求。

（6）具有常规控制和紧急控制功能

系统不仅要能在正常情况下通过调节各电压控制器的整定值控制受控区域的无功/电压至优化状态，而且在出现紧急情况如负荷急剧变化或系统发生故障造成电压异常时，系统也要能够快速地反应，实施有效地控制，使节点电压尽快恢复至正常范围。当控制系统中某些远程通信线路出现问题时，系统要仍然能够较好地完成调节任务。

（7）避免调节设备频繁反复动作

各调节设备特别是有载调压变压器、电容器等受设备使用寿命以及电压波动的限制，其调节次数是有限的。因此，系统应该对设备的动作进行合理的规划和优化，使得既能满足系统经济性的要求，又能使调节设备的动作次数在合理的范围之内，同时调节过程中还应确保控制设备在安全稳定的范围内运行。

当采用全局电网优化控制时，控制系统进行全局的优化协调控制，尤其是根据负荷预测结果编制控制预案，避免各变电站孤立、局部的调节控制，从而更有效地控制设备的操作和变电站间的协调配合，保证设备动作的效果，减少全局电网总的设备动作次数。

（8）满足不同调压方式

不同调压方式（逆调压、顺调压、常调压）的要求可通过母线（节点）的电压约束体现。控制系统可按时段为母线设置不同的电压限值约束，以满足用户对调压方式的要求。例如，按逆调压的要求，在电压合格范围内，在高峰负荷时电压偏上限运行，在低谷负荷时电压偏下限运行。设置母线电压限值约束时，对高峰负荷时段和低谷负荷时段的电压限值应进行适当地收缩，以满足逆调压的要求。

（9）引入闭锁控制，保证电网安全

控制系统应在保证电网安全的基础上提高运行效益，因此控制系统必须对电网故障、异常情况有充分的应对措施。当异常情况（如遥信变位、遥测越限等）发生时，控制系统实施闭锁。控制系统在运行过程中检测到用户定义的需要闭锁的异常事件发生时，立即执行闭锁。闭锁的目标可以是设备闭锁（该设备不可调节）、变电站闭锁（该变电站的所有设备不可调节）和系统闭锁（控制系统不再进行优化控制）。