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无功优化的基本原则及要求

已有 283 次阅读2014-6-16 11:10

任何配电网络都会吸收一定量的无功功率,尤其是低压配电系统最为严重,为了最大限度的减少无功功率的传输损耗,提高配电设施的效率,无功补偿的配置应按“分级补偿,就地平衡”的原则合理布局。

国家颁布的《电力系统安全稳定导册》包括了无功功率平衡及补偿的根本要求。有关规定如下

(1)无功功率电源的安排应有规划,并留有适当的裕度,以保证系统各输压在正常和事故后均能满足规定的要求。

(2)电网的无功补偿应分层分区就地平衡为原则,应随负荷的变化调整,避免长距离线路或者多级变压器传送无功功率,220KV以上等级线路的充电电功率应基本上予以补偿。

(3)电机或调相机应自动调节励磁运行,并保证其稳定性。

(4)为保证受端系统发生突然失去一回重载线路或一台大容量组等事故时保持电压稳定和正常供电,受端电压应有足够的动态无功备用容量。

《导则》关于对无功功率平衡机补偿的规定是对现代电网进行科学分析对多年电网运行经验总结得出的结论。国标GB12325-90《电能质量允许电压偏差》规定了各电压等级的配电网母线上的电压偏差容许值。这两个文件是进行电压无功补偿时的基本大纲。但仅有大纲是远远不够的还需要进一步细化出若干原则,下面将无功补偿的基本原则及要求总结如下:

(1)功率分级补偿,就地平衡的基本原则

在电网中,各级网络和输配电设备都要吸收一定量的无功功率,尤其低压配电系统所占比重最大,为了最大限度的减少无功功率传输损耗提高配电设施的效率,无功补偿设备装置按照“分级补偿,就地平衡”的原则合理布局。

(2)分散补偿与集中补偿相结合,以分散补偿为主

集中补偿是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿是指在配电网络中分散的负荷区,如配电线路,变电器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿主要是补偿主变压器本身的无功损耗,以减少变电所以上输电线路的无功功率,从而降低输电线路的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效的降低线损,必须做到无功功率在那里发生就补偿到哪里。

(3)保持各节点电压合格,并留有充足的无功余量

保持电能质量的合格就是对电网无功补偿的基本要求。保留充足的无功裕量,对系统快速跟踪负荷的变化,中低压电网应以分散为主。应对突发事件,具有非常重大的意义。

(4)要注意区域协调性经济性确保全局电网优化

降低电网损耗,提高经济效益,是系统处于经济运行状态下,是所有电网追求的目的。为此,需要对系统进行适当的集中优化和协调优化。对不同的变电站设定不同的优化运行方式,用户可以根据需要设定变电站是否参加优化控制。若不参与优化的变电站,则设备不可调节;用户也可以设定具体的设备是否参与优化,则即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及变电站预测的结果进行全局电网的无功优化计算,得出母线电压约束并以网损最小为目标的控制策略。

(5)应充分考虑全局电压稳定的需求

电压无功补偿说到底就是保持各节点电压稳定但是只从局部出发很可能危及整个电网的稳定性,因此各电网的无功补偿必须服从全电网的稳定性要求。

(6)无功补偿应具常规控制和紧急控制功能

系统不仅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力至优化状态;当出现紧急情况时如负荷急剧变化或发生故障造成电压异常时,系统也能够迅速做出反应,实施有效的控制,节点电压恢复到正常的范围。当通讯系统某些远程控制线路出现问题时,系统还能很好的完成调节任务。

(7)避免调节设备频繁的动作

各调节设备特别是有载调节变压器,电容器组等,受设备使用寿命及其电压波动的限制,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理想的范围之内,同时在调节过程中应保证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,补偿系统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,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数量。

(8)满足不同调压方式

不同调压方式(逆调压、顺调压、长调压)要求可通过母线(节点)的电压约束体现。补偿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,高峰负荷时电压偏上限运行,低谷负荷时电压偏下限运行。则在设置母线电压约束时,对高峰负荷时段、低谷负荷时段的电压限值进行适当收缩,以满足逆调压的要求。

   (9)引入闭锁保证电网安全运行

   补偿系统应在保证电网安全的基础上提高运行效益。因而补偿系统必须对电网故障、异常情况有充分的应对措施。当发生异常情况时,补偿系统实施闭锁。异常情况的发生可对应于遥信变位(如保护动作)、遥测越限。补偿系统在运行过程中检测到用户定义的需要闭锁的异常情况时,立即执行闭锁。闭锁的对象可以是设备闭锁(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)、系统闭锁(补偿系统不再进行优化控制)。

  无功补偿的标准遵照电力部《电力系统电压和无功电力技术导则》,无功补偿对功率因数做如下规定:对于系统站,110kV及以上系统站主变在最大负荷时,其二次侧的功率因数为0.95以上;35kV系统站主变在最大负荷时,其二次侧的功率因数为0.95以上。对于用户站:高压供电的工业及装有带负荷调整电压设备的用户,功率因数为0.95以上;其它工业用户功率因数为0.9以上;泵站和农业用户功率因数为0.80以上。


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