摘要：传统的电网无功电压控制大多属于分散控制类型，难以对电网整体无功电压分布实现有效调节，还可能影响全网电压水平。基于此，有必要充分结合集控运行模式，实现电网无功电压的集中化控制，以有效提升电网无功电压控制质量。本文通过分析集控运行模式的概述，以及无功功率对电压造成的影响，结合具体案例深入研究基于集控运行模式下的电网无功电压控制方法，实现对电网无功电压的高效控制。
关键词：集控运行模式；电网无功电压；控制
一、前言
无功电压控制是保障电网安全、可靠运行的重要手段，合理有效的无功电压控制，能够充分发挥电网中无功功率的调节能力，并对无功补偿容量实现优化配置，提升电网运行效率。集控运行模式下的电网无功电压控制，能够对系统范围内所有电压信息实现集中化控制与管理，保障全网电压质量。为了对电网无功电压实现合理化控制，并充分利用电网中的无功补偿容量，本文结合案例深入研究基于集控运行模式下的电网无功电压控制。
二、集控运行模式概述
在国家电网快速发展过程中，要求变电站逐渐向标准化和紧凑型方向建设，并加强先进技术的应用，提高变电站的经济适用性，推进无人值班管理模式建设。集控运行模式是当前变电站重要的管理模式，在管理中能够自动化的管理和监控区域内多个无人值守的变电站。集控运行模式可以在局部电网管理当中，所管辖范围内的所有变电站实现综合的管理与控制，集中收集与处理各变电站的细节信息，统一分析并作出决策，对细节化问题处理效率更高，实现区域内智能信息的自动化处理和调度，有效提高电网运行可靠性与安全性。变电站管理模式发生转变的同时，变电站倒闸操作、设备运行、检修、自动化以及通信等方面也发生了巨大改变，需要分类运用集控运行管理模式，以更有效的发挥集控运行模式的优势[1]。目前，变电站集控运行模式主要分为四种类型，一是现场监控运行模式，该模式实现了变电站运行与维护的分离，要求管理人员对管辖区域内所有变电站情况充分了解，并做好各方面安全措施；二是全运行集控管理模式，该模式在现场监控运行模式基础上，增加了管理人员管理以及变电站巡视等工作，要求值守人员具备较高的综合素质；三是维护、监控与操作集控管理模式，三项工作分离到不同集控人员身上，对人员综合素质要求更高；四是监控调度于一体的管理模式，该模式下，无人值守的变电站由调度人员进行监控，同时负责独立的现场操作，属于集控运行模式的重要发展方向。
三、无功功率对电压的影响
电网线路在电能传输过程中，无功功率会按照节点电压高-低的方向进行流通。同时，线路中无功功率传输大小，和高、低节点电压的有效差值属于正相关关系，在节点电压的有效值发生变化之后，线路无功功率传输大小也会产生一定变化。综合来说，就是无功功率具体潮流变化取决于电网节点电压的具体变化。电网额定电压周边，如果电压出现上升，那么负荷自动控制系统所吸收的实际无功功率就会增加，反之则减少。如果系统当中缺少无功功率，那么与系统相连接的所有负荷电压也会出现下降现象，减少对系统无功功率的吸收量；如果系统当中存在过多的无功功率量，此时系统缺乏充足的无功吸收能力，将导致系统电压出现升高现象[2]。
四、基于集控运行模式下的电网无功电压控制分析
1、某集控中心运行情况
某集控中心属于省级的500kV集控中心，现接入的500kV变电站有18所，包含12所受控站。该集控中心要对所管辖变电站内全部无功设备进行投切任务，以此确保母线电压可以保持稳定、安全状态。在电压控制工作中，如果变电站有充足的无功储备，可以较为简单的进行设备投切工作，但是如果某个变电站用完了所有的无功储备，就需要对关联变电站内部无功设备进行投退操作。该集控中心计划未来1年增加20所受控站，需要更加频繁的投切无功设备，为了充分稳定电压，需要合理选择变电站，以最大程度的减少操作次数，保护断路器的使用性能，延长使用年限。
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2、电网无功电压控制目标
该集控中心在对电网无功电压进行控制过程中，目标是最大程度的扩大电网电压合格范围，降低电网的电能损耗，减少电网内部设备动作次数。为了达到控制目标，需要无功电压控制中，所有操作的充分满足调规、安规和运规的要求。
3、影响电网无功电压控制的因素
在对管辖区域的电网进行无功电压控制过程中，一些设备存在故障，难以投入到投运操作当中，并且站内人员尚未全面了解系统电压和设备的具体情况，各个变电站之间缺乏良好的配合，关联性不够明确，投退操作缺乏清晰的策略，等等问题都严重影响着调压操作。为了有效避免无功电压控制受到相关因素的影响，提高控制效率，需要在集控运行模式下，对各个变电站之间的关联性实现充分了解和掌握，结合电压与设备的实际情况作出正确、明了的投退策略，通过采取必要手段增加受控站彼此之间的调压配合程度，在充分达到点的要求基础上，符合电网综合要求[3]。集中统计并分析无功设备优化的投退策略，能够帮助运行人员对无功储备进行科学化调度，充分保证电压稳定，并降低操作设备的频次，保护设备性能，延长使用周期。
4、具体控制策略
首先，要对所有受控站实际无功设备资源进行全面统计，对各个受控站的无功设备投退前后操作时间、母线电压以及操作设备等相关数据进行完整采集。
其次，要对各个变电站的母线电压的越限历史进行数据收集，并统计所有无功设备投切前后操作的历史数据，掌握投切操作引发电压变化的资料，并计算投切前后电压实际差值。对所有统计资料要实现明确分类与整理，并按照无功元件、站名以及投切动作对数据进行合理化排序。
再者，要判断并剔除离群数据，按照赖依达法则剔除数据样本当中和参照值偏差较大或者相反的数据。
最后，要对所有数据进行软件分析，对因为投切动作导致各变电站相应母线电压发生数据的变化有关系数进行科学计算。通过Matlab仿真软件进行有关系数的计算，通过计算会得到一个二阶矩阵，矩阵当中的主对角线上属于自相关系数，而另外一个对角线上则属于互相关系数。在相关系数与1越接近的时候，两者就具有越紧密的相关性。计算结果能够为各站制定优化的操作策略提供科学依据，有效提升操作的准确性与可靠性，最大程度的降低操作设备的频次，优化利用全网的无功储备资源，保障电网安全、稳定运行。
根据数据分析，可以在变电站发生电压越限导致丧失调节能力的时候，按照相关系数由大到小的次序逐个进行无功设备的投切，若受控站普遍出现了电压越限情况，可以根据相关系数之和的大小次序逐个对无功设备作出投切操作[4]。该集控中心按照这样的策略控制并调节电网无功电压，可以最大程度的减少设备动作次数，并全面扩大电压合格范围。
五、结束语
变电站运行控制模式逐渐从以往多人值守模式转变为集中控制运行模式，不仅有效的减少的控制资源，提高的变电站控制效率，还为电网无功电压集中控制提供了便利。基于集控运行模式下的电网无功电压控制，需要在科学分析所管辖变电站所有相关操作数据基础上，制定优化的控制策略，有效减少设备操作次数，延长设备使用寿命，保障电网电压稳定。
参考文献：
[1]赵华超, 郑荣铎. 电厂集控运行控制模式及应用技术初探[J]. 工程技术:引文版, 2016(10):00319-00319.
[2]陈旭, 张勇军, 黄向敏. 主动配电网背景下无功电压控制方法综述[J]. 电力系统自动化, 2016(1):143-143.
[3]石磊, 林哲敏, 罗亚桥,等. 电网无功电压运行优化与分析系统研究与应用[J]. 电力与能源, 2016(2):161-161.
[4]于汀, 蒲天骄, 刘广一,等. 基于柔性直流分区互联的受端城市电网无功电压控制策略[J]. 高电压技术, 2017(7):2140-2140.
论文作者:王蕊1,王骞2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：电压论文; 电网论文; 变电站论文; 设备论文; 操作论文; 模式论文; 功率论文; 《电力设备》2018年第19期论文;