电厂的电压无功控制策略和实现方式

电厂的电压无功控制策略和实现方式

邱军，梁才浩

（华中科技大学，武汉430074）

摘要：阐述了电厂电压无功控制的手段、目标、策略和实现方式；分析了约束条件；比较了目前几种主要的电压无功控制实现方式。提出了一种新型的具有独立输入系统的电压无功控制实现方式，该方式具有很高的实用价值。

关键词：电厂；电压；无功；励磁调节器；计算机监控系统

( College of Electrical Strategies and Implementation Modes of Voltage and

Reactive Power Control for Power Plant

QIUJun，LIANGCai－hao

＆Electronic Engineering ，Huazhong University of Science ＆Technology ，Wuhan 430074 ，China )

Abstract ：The means and objects of voltage and reactive power control for power plant ，as well as thestrategies and implementation modes are discussed ，and analyses some restricted

conditions ．Several currentvoltage ／var controlimplementation modes are also compared ．Furthermore a new voltage ／varcontrolmode ofindependented inputsystem is proposed ．It is believed it willhave high applied value ．

Key words ：power plant ；voltage ；reactive power ；excitation regulator ；computer monitoring system

1 引言

电压是衡量电能质量的重要指标，电压的运行水平与无功功率的平衡密切相关。为了确保系统的运行电压具有正常水平，系统必须拥有足够的无功电源来满足系统负荷和网络对无功功率的需求以及补偿无功功率的损耗。发电机是系统的主要无功电源，因此电厂电压无功控制已成为保证电压质量和无功

平衡，提高电网可靠性和经济性必不可少的措施。

从控制手段上讲，电厂的电压无功控制主要通过励磁调节器改变发电机的励磁电流，改变无功功

率的分布。从发电机无功出力的约束条件上讲，主要有 5 个方面：（1）各发电

机组定子绕组容许电流；（2）各发电机组转子绕组容许电流；（3）正常运行时机端电压容许的上

下限值；（4）机组并联运行时静态稳定性；（5）在线各机组当前允许发出的无功上下限值。从控

制目标上讲，主要有3 个方面：（1）维持发电机的机端电压或高压母线电压为设定值；（2）最优分配受控机组之间的无功功率；（3）降低厂内网络功率损耗。

目前，我国电厂原有的主要靠人工手动调节的电压无功控制方法已不能适应电力系统发展的要求，需要有新的控制方法和方式。

2 电压无功的控制策略

电厂的电压无功控制通过发电机励磁控制实现，通过调节励磁调节器改变发电机的励磁电流，改

变发电机的无功出力，维持电压稳定。基于对电厂励磁调节器励磁电流的调节，国内外提出了一些自动控制方法，较典型的有以下几种。

2．1 直接给定励磁调节器的设定值

根据电压曲线或运行经验给定励磁调节器的电压设定值，使机端电压维持在设定值。通过单一的

励磁调节装置，检测发电机的实际端电压与设定值偏差，将此偏差信号输入发电机的励磁调节器，调节发电机的励磁电流，控制机端电压为设定值。这种方法接线简单，操作方便，易行，投资小，但没有考虑机组间的协调，不能把电站的总无功功率最优分配给各运行机组，只能实现每台机组各自的无功调节。控制原理如图 1 所示。

为了克服这些不足，进一步增强电力系统稳定性，近年来研究开发了多种励磁系统附

加控制器，其功能由软件或硬件（独立装置）实现，即自动电压控制（AVC实现。其中，有高压侧电压控制器（HSVC ，利用高压侧电压作为反馈信号的电力系统电压调节器（PSVR）等。它们与励磁调节器共同控制电厂的电压无功。本文把励磁系统附加控制器统称为AVC。

2．2 高压母线侧电压信号引入控制系统

发电厂与系统的连接点是发电厂升压变压器的高压侧，无论从技术还是从商业的角度上看，都更

应该关注发电厂高压侧母线的电压控制（highside voltage control ，HSVC）和整个发电厂与系统

的无功交换[1]。从技术角度看，与控制机端电压相比，控制发电厂高压侧母线的电压可以更好地控制

系统电压，还可提高系统的稳定性[2]。从商业角度看，发

输电分开后，发电厂与输电公司成为独立的利益主体，输电公司需要购买发电厂的无功服务来满足系统无功电压控制的要求，发电厂高压侧母线是发电厂和输电公司理所当然的商业界面，即责任和权利的界面。因此，引入高压母线电压信号对稳定电压具有一定的意义。

2．2．1 高压母线电压控制器（HSVC）

HSVC通过对传统的发电机励磁系统加补偿控制，可以提高电力系统电压稳定性。它能够控制升

压变压器高压侧电压为设定值，并且维持高电压水平。它的实现不需要从升压变压器高压侧反馈任何信号，直接利用机端电压与高压侧母线电压之间的数学模型，通过函数转换把实际运行机组的机端电压转变为对应的实际母线电压，然后将其与给定母线电压的偏差信号输入补偿控制器中进行调节，保证高压侧母线电压为设定值。控制原理图如图2 示。

文献［3］介绍了高压侧电压控制器的基本原理和特性，分析了它在增强电力系统稳定性方面的作用。通过无功电流补偿函数和升压变压器分接头位置变化引起的电压下降率补偿函数实现机端电压与母线电压的函数转换，为了改善振荡稳定性增加了相位补偿函数校正HSV（控制环的相应特性。

2．2．2 利用高压侧电压作为反馈信号的电压调节器（PSVR）

PSVR空制通过检测高压侧母线实际电压与设定值的偏差，估算出为消除母线电压偏差所需注入的总无功功率，通常采用灵敏度法计算出每条出线负荷的无功功率对电压的灵敏度系数，再根据母线电压的偏差，求出所有负荷因电压变化而产生的无功变化量。同时在线计算由各种约束条件确定的各台发电机组的无功功率上、下限值，然后调节各台发电机的励磁调节器，将此总无功功率最优分配给运行的各台机组。它要求在高压母线电压变化时，能迅速调整各发电机的励磁系统，使高压母线电压保持在当前设定值，同时使全站的网络有功损耗最小化，并使调整满足各类运行安全约束条件。AVC控制的实现功能是随着

电站运行方式和运行工况的变化，能自动平稳地维持各段母线电压的实际运行值为其当前设定值；能够合理分配受控机组之间的无功功率，降低厂内网络的功率损耗；根据各台发电机的各种约束条件计算当前各机组允许发出的无功上、下限值，使分配给各机组承担的无功功率在其上、下限值之内。控制原理图如图3 示。

文献［4］提出了一种具有自辨识功能的模糊自动电压控制装置，用于发电厂220 kV

母线电压自动控制。其控制策略是根据母线电压目标值求发电厂总无功功率目标值，对于系统阻抗采用自学习方法进行辨识。由于引入了自辨识技术和模糊控制技术，装置能在按电压曲线或远方指令运行的同时，有效地控制发电机的运行参数，使发电机组工作在额定范围内。

2．3 基于模糊控制理论的电压无功调节

模糊控制是模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用控制方法。它根据已知的控制规则和数据，由模糊输入量推导出模糊控制输出，主要包括模糊化、模糊推理与模糊判决三部分，善于处理具有不确定和难以用传统非线性控制理论处理的问题。电压无功控制受电力系统时变性、运行条件和网络参数经常变化以及在许多条件下无功负荷不能精确给定，具有很多不确定因素，因此国内很多学者研究电压无功控制引入了模糊控制理论。

文献［5］介绍一种用模糊理论进行无功控制和提高电压安全性的方法。节点电压的越限以及控制设备的控制能力用隶属函数表示，先用模糊集的最小运算得到一个较为灵活的解空间，然后再用模糊集的最大运算得到优化方案，最后根据最优解修正控制变量值，直到所有节点电压值都达到理想的水平为止。该文建立一个简单而有效的无功控制模型，利用灵敏度系数矩阵，通过三层模糊最大和模糊最小运算，得出最佳无功补偿点。

这种模糊控制理论在变电站的电压无功控制中应用较多，但至今尚无成熟的适用于我国电厂的电压无功控制系统。

3电压无功控制（AVC的实现方式

3．1 电厂计算机监控系统后台软件AVC

很多发电厂采用计算机监控系统与常规系统并行运行的方式。计算机监控系统具有监视控制和数据采集（SCADA 、最优控制等功能，并具有完善系统结构和软硬件配置，其中现地控制单元（LCU 可以实现对各生产对象的监控，完成对现场设备和系统信号的数据采集和处理、闭环控制和调节、现地操作的人机接口。也包括对电压、无功信号的采集，因此添加相应的电压无功控制模块到计算机监控系统软件中，对系统采集到的信息进行计算、分析，输出控制命令给被控对象，即可实现AVC控制的目的。

目前国内电厂的电压无功控制大多通过计算机监控系统的AVC运行软件实现，其特点

是AVC运行软件安装在电厂计算机监控系统上，成为后台监控系统的一个子模块，计算机监控系统运行时，设置投入AVC功能即可工作。AVC根据预定的全厂无功功率或高压母线的电压给定值，对系统采集的信号进行调节控制，使机组励磁调节和主变压器分接头调节实现最优组合。这种方法人机界面友好，参数设置简单，调试方便，省去了专用硬件设备，降低了成本。但是AVC实现功能对计算机监控系统的依赖性很大，可靠性完全取决于网络的通信水平、I /0单元和后台监控计算机的运行状况。当计算机监控系统的某个进程因资源等原因处于等待或休眠状态时，进程间数据传递障碍，画面数据不刷新，若此时AVC处于远方控制，中调下发的负荷值要经过一段时间才被AVC接受，而此时新的负荷设定值已

改变，AVC分配的负荷值不能快速跟踪中调下发值，导致AVC调节滞后。文献［6］介绍了漫湾水电厂的计算机监控系统由于采样回路无法判断变送器故障，采集错误值，打破了计算机系统的闭环控制，形成无反馈的开环控制，AGC AVC程序为维持实时控制，拼命将有

功、无功功率往上加至设定值，从而引起发电机过负荷跳闸的情况。乌江渡发电厂、漫湾发电厂、棉花滩水电站、映秀湾发电厂、白山发电厂、宝钢电厂、张家口发电厂等都是采用这种方法实现电压无功控制的。

3. 2 电厂AVC专用的独立装置

专门用于实现电厂AVC功能的独立装置在电力系统中应用很少。它作为电厂端设备，是十分有效的，能使发电厂的无功出力与母线电压在保证满足系统要求的同时，又能有效地保障发电机组自身的安全和运行的稳定性。调度端发出的电压或无功设定值通过此装置分配，执行系统指令。这种控制方式不受监控系统中计算机运行情况的影响，不会因为计算机运行故障影响电压无功控制，可靠性高；也不会因计算机数据传递影响控制系统的响应速度。但增加了硬件的投资和成本。文献［4］介绍一种具有自辨识功能的模糊自动电压无功控制装置就属于电厂AVC专用的独立装置。它已经在河南新乡电厂投入使用，效果明显。

3. 3新型AVC控制方式

这种控制方式具有独立的输入系统，电压或无功信号的采集不通过计算机监控系统，而是变送器采样后直接送入AVC虫立装置中，并对变送器失电或短时失电故障报警，以免采集错误数据。其输出部分可以基于计算机监控系统装置，也可以自带输出。由于具有独立的输入系统，因此不受系统网络通信的影响，增加了可靠性，克服了通信延时、及时性不够的缺点；采样信号直接送入AVC虫立装置中，不受监控系统中计算机运行情况的影响，又可以大大增加系统可靠性。使其能够安全、有效、方便、快速地对电压无功进行控制。这种AVC控制方式既适用于已安装计算机监控系统的电厂，也适用

于没有安装计算机监控系统的电厂。该方式安全、方便，有很高的实用价值。如图4所示，具有虫立的输入和输

出系统，称为独立的AVC控制。如图5所示，没有独立的输出，仍然依赖于计算机监控系统，称为半独立的AVC控制。

4 电厂电压无功控制的技术关键

（1）励磁系统附加控制器的完善。发电机励磁控制是电力系统稳定控制最重要和基本的手段。励磁附加控制器与励磁调节器共同作用时，可以增加电力系统稳定性。附加控制器的完善，可以更好地实现电厂的电压无功控制，快速地实现控制目标。

（2）发电机的无功出力极限分析。发电机的无功出力是指发电机进相运行时能吸收的最大无功量，从而降低系统的电压。大型发电机采用进相运行方式，可以节省无功和电压的调节设备，充分发挥发电机运行效能，有较大的经济意义，使发电机不仅承担电能生产还能承担系统无功功率和电压调整的任务。因此，提高发电机的进相运行能力，合理地让机组进行深度的电压调节，是发电厂无功电压调整的技术关键和保证。

5 结语

目前，国内电厂的电压无功控制大部分是通过软件AVC实现的，硬件AVC实现的很少。不论通过软件AVC还是硬件AVC实现，都必须考虑系统运行安全可靠性和经济性。随着自动化和计算机应用的提高，如何开发符合国内电力系统实际运行水平的无功优化AVC软件, 使之达到全网的最优控制是一个重要的课题，有待进一步研究。

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变电站电压无功功率控制原理

随着无人值班变电站的不断增加，变电站综合自动化系统也在不断完善，功能亦不断强大。在监控后台机上利用变电站综合自动化的监控系统，应用软件实现变电站的电压无功功率控制(VQC), 已经成为监控后台的强大功能之一。在监控后台利用软件进行VQC, 比起传统利用专门硬件进行电压无功控制，具有节省投资，编程灵活，升级方便等优点。下面简单介绍一下在监控后台进行VQC的原理及VQC的逻辑原理。 1.VQC在监控后台的实现。 在监控后台实现VQC, 如图1所示： 图1监控后台实现VQC原理图 综合自动化测控系统将在变电站所采集到的一次设备的数据通过各种网络（如can网，以太网等）发到SCADA 后台机上，然后后台监控机上的VQC软件从SCADA取得电压电流功率因数等数据，经过计算和逻辑分析，对测控系统作出调节指令，综自测控系统将接到的指令执行，控制相应的一次设备，如有载调压变压器分接头和电容器，将变电站的电压及无功功率控制在一个合格的X围内，从而达到电压无功控制的目的。2.VQC逻辑原理。 变电站中一般有几台变压器，VQC根据主变的运行方式的不同选择不同调节方式。对于两绕组的变压器，取高压侧的无功功率作为无功调节的依据，取低压侧电压作为电压调节的依据。电压的调节主要靠调节主变的档位来实现，无功功率的调节主要靠无功设备的投切来实现。 2.19区图的定义 以U为纵坐标，无功功率Q为横坐标，组成U-Q坐标系，如图2所示，

图2VQC 9区图 在第一象限中，将区域分为9个，分别从1~9编上号。只有系统运行点, 即系统实时的电压和无功功率值，落在Umin

[家电企业管理]国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定

（家电企业管理）国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定

(二)1OKV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。 (三)220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。 第六条电力网电压质量控制标准 (一)发电厂和变电站的母线电压允许偏差值 1.500(330)kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。 2.发电厂220kV母线和500(330)kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%——+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%——+10%。 3.发电厂和220kV变电站的110kV—35kV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%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。 4.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%。 (二)特殊运行方式下的电压允许偏差值由调度部门确定。第三章职责与分工 第七条各电网有限公司、省(自治区、直辖市)电力公司应结合电网发展和运行实际情况，不断加强电压质量和无功电力管理工作，在电源及电网建设与改造工程的规划、设计过程中，按照《无功补偿配置技术原则》确定无功补偿装置容量和调压装置、选型及安装地点，与电力工程同步设计、建设、验收、投产。生产管理部门应做到严格验收、精心维护、提高装置可用率；电力营销部门应监督用户遵守供用电合同中关于无功补偿配置安装、投切、调整的规定，保证负荷的功率因数值在合同规定的范围内。 各并网运行的发电机组应遵守并网协议中有关发电机无功出力的要求。

电力系统自动装置原理复习资料(完整版!)

绪论 1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科kW；大亚湾核电厂单机容量达90万kW；上海外高桥火电厂装机容量320万kW，最大单机容量90万kW。我国交流输电最高电压等级达500kV。 2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂 3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。 3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。 5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。 6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。 7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。 8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。 9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。 10、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置 11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。 12、频率是电能质量的重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。 13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。 第一章 14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。 15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 16、（简答）微型计算机系统的主要部件 1）传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU 16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 17、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成 18、A/D转化器是把模拟信号转换为数字信号，影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 19、一般把运算器和控制器合称中央处理单元（CPU）。/ 20、工业控制计算机系统一般由稳压电源、机箱和不同功能的总线模板，以及键盘等外设接口组成。 21、定时器是STD总线的独立外设，具有可编程逻辑电路、选通电路和输出信号，可完成定时、计数以及实现“看门狗”功能等。 22、键盘显示板主要有键盘输入、显示输出、打印机接口等部分。 23、路由器的功能主要起到路由、中级、数据交换等功能。 24、采样过程：对连续的模拟信号x（t），按一定的时 间间隔 S T，抽取相应的瞬时值。 25、采样周期Ts决定了采样信号的质量和数量。 26、香农采样定理指出采样频率必须大于原模拟信号

电压自动控制系统

自动电压控制系统 姓名：张晓玲学号：１０２０１１１１３９班级：电力１１０３班 摘要：介绍了变电站电压和无功控制的方法和调控原则，以及电压无功自动控制装置(VQC)的原理以及应用。 引言： 随着对供电质量和可靠性要求的提高，电压成为衡量电能质量的一个重要指标，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行具有重大影响。无功是影响电压质量的一个重要因素，保证电压质量的重要条件是保持无功功率的平衡，即要求系统中无功电源所供应的无功功率等于系统中无功负荷与无功损耗之和，也就是使电力系统在任一时间和任一负荷时的无功总出力(含无功补偿)与无功总负荷(含无功总损耗)保持平衡，以满足电压质量要求。 1概述 变电站调节电压和无功的主要手段是调节主变的分接头和投切电容器组。通过合理调节变压器分接头和投切电容器组，能够在很大程度上改善变电站的电压质量，实现无功潮流合理平衡。调节分接头和投切电容器对电压和无功的影响为：上调分接头电压上升、无功上升，下调分接头电压下降、无功下降(对升档升压方式而言，对升档降压方式则相反);投入电容器无功下降、电压上升，切除电容器无功上升、电压下降。 2 VQC的基本原理 简单系统接线图如图2.1所示，Us为系统电压；U1、U2为变电站主变高低压侧电压，U L为负荷电压，P L，Q L分别为负荷有功和无功功率，K T为变压器变比，Qc为补偿无功功率，Rs，Xs，R L，X L分别为线路阻抗参数，R T，X T为变压器阻抗参数。

图2.1 变电站等值电路图 (1) 调节有载调压器的变比 由于12T U U K =为可控变量，当负荷增大，降低K T 以提高U 2，从而以提高U 2 来补偿线路上的电压损耗，反正亦然。 (2) 改变电容组的数目 当投入电容量Q c 后，有： 2222()()()S T C S T S P R R Q Q X X U U U ++-+=- (2.1) 比较以上两式可见Qc 的改变会影响系统中各点电压值和无功的重新分配，当负荷增大，通过降低从系统到进站线路上的电压降△U S 以亦可增大U T2，以抵消△U L 的增大。 投入Qc 后网损为： 222222222222() ()()()C C S T S T P Q Q P Q Q S R R j X X U U +-+-?=+++ (2.2) 可见网损随222()C Q Q Q =-，即主变低压侧无功功率的平方而变化，在输送 功率一定的情况下，Q 2越小，网损越小。理论上，当Q 2=0时功率损耗最小，因此，对于简单的辐射形网络，提高功率因数是降低网损的有效措施。 3 VQC 的控制目标 (1) 保证电压合格 主变低压母线电压以必须满足：U L ≤U 2≤U H (U H 、U L 既是规定的母线电压上

电力系统电压调整及控制

13.1基本概念及理论 电压控制：通过控制电力系统中的各种因素，使电力系统电压满足用户、设备和系统运行的要求。 13.1.1电压合格率指标 我国电力系统电压合格指标： 35kV及以上电压供电的负荷：+5% ~ -5% 10kV及以下电压供电的负荷：+7% ~ -7% 低压照明负荷： +5% ~ -10% 农村电网（正常） +7.5% ~ -10% （事故） +10% ~ -15% 按照中调调规： 发电厂和变电站的500kV母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +10%； 发电厂的220kV母线和500kV变电站的中压侧母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +10%；异常运行方式时为系统额定电压的-5% ~ +10%。 220kV变电站的220kV母线、发电厂和220kV变电站的110kV ~ 35kV母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的-3% ~ +7%；异常运行方式时为系统额定电压的±10%。 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%。 13.1.2负荷的电压静特性

负荷的电压静态特性是指在频率恒定时，电压与负荷的关系，即U=f(P,Q)的关系。 13.1.2.1 有功负荷的电压静特性 有功负荷的电压静特性决定于负荷性质及各类负荷所占的比重。电力系统有功负荷的电压静态特性可用下式表示 13.1. 2.2无功负荷的电压静特性 异步电动机负荷在电力系统无功负荷中占很大的比重，故电力系统的无功负荷与电压的静态特性主要由异步电动机决定。异步电动机的无功消耗为 ― 异步电动机激磁功率，与异步电动机的电压平方成正比。 ―异步电动机漏抗的无功损耗，与负荷电流平方成正比。 在电压变化引起无功负荷变化的情况下，无功负荷变化与电压变化之比称为 无功负荷的电压调节效应系数（）。它等于，其变化范围比的变化范围大，且与有无无功补偿设备有关。 阐述电力系统电压和无功平衡之间的相互关系。 13.1.3.1电压与无功功率平衡关系 电压与无功功率平衡关系：有网络结构与参数确定的情况下，电压损耗与输送的有功功率以及无功功率均有关。由于送电目的地，输送的有功功率不能改变，线路电压损耗取决于输送的无功功率的大小。如果输送无功功率过多，则线路电压损耗可能超过最大允许值，从而引起用户端电压偏低。

国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法

国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法 发布日期：〔08-02-16〕 内容摘要： 前言 为了加强农村电网电压质量和无功电力的管理，提高农村电网电压质量，特制定本办法。 本办法依据国家有关法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，参照《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》和《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，结合我国农村电网特点和实际情况而制定。 本办法解释权属国家电网公司。 目次 前言 1、范围 2、规范性引用文件 3、电压质量和无功补偿基本要求 4、电压质量标准 5、无功补偿 6、专业管理及职责分工 7、调压设备管理 8、电压监测 9、统计考核 10、考核与奖惩 11、附则 国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法 1 范围 本办法规定了农村电网电压质量和无功补偿的基本要求和管理标准，适用于国家电网公司系统农村电网电压质量和无功电力的管理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB156 标准电压 GB12325 电能质量供电电压允许偏差 SD325-1989 电力系统电压和无功电力技术导则 电力系统安全稳定导则 3 电压质量与无功补偿基本要求 3.1 农村电网电压质量合格率应达到下列要求 县供电企业综合电压合格率不低于95%； D类居民用户端电压合格率不低于90％。 3.2 功率因数应达到以下要求 变电所主变压器低压侧功率因数不低于0.90； 变电所10(6)kV出线功率因数不低于0.9； 用户变压器功率因数不低于0.9；

国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定

公司系统各区域电网公司、省(自治区、直辖市)电力公司， 电科院、武高所，宜昌、常州、惠州超高压管理处： 为适应厂网分开、电力体制改革不断深化的新形势，进一步加强国家电网公司系统电压质量和无功电力管理工作，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，公司组织有关人员在广泛征求公司系统各单位意见的基础上，制定了《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》(以下简称《规定》，详见附件)，现将《规定》印发给你们，请认真贯彻执行。执行中遇到的问题，请及时向国家电网公司生产运营部反映。 二○○四年四月二十一日 附件：《国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定》 国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定 第一章总则 第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。 第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。 第三条各电网有限公司、省(自治区、直辖市)电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。 第二章电压质量标准 第四条本规定中电压质量是指缓慢变化(电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差)的电压偏差值指标。 第五条用户受电端供电电压允许偏差值 (一)35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10％。 (二)1OKV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。 (三)220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。 第六条电力网电压质量控制标准 (一)发电厂和变电站的母线电压允许偏差值 1. 500(330)kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。 2. 发电厂220kV母线和500(330)kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压

配电网电压控制方案的探讨

平煤电网电压控制方案的探讨 平煤电务厂电力调度室：张洪跃 摘要：平煤电网供电半径的不断延伸，容量的不断增加，配电网终端系统，无功过剩也会影响线路传输的安全稳定性，导致系统的输送容量下降，给电网运行调度带来不利的影响。而系统无功不足时，一方面会降低电网电压，另一方面，电网中传送的无功功率还增加了电能传输时的网络损耗，加大了电网的运行成本。为此，实现无功的分层、分区就地平衡是降低网损的主要原则和重要手段。 关键词：配电网电压质量控制方案 随着平煤电网容量的不断增加，对于配电网终端系统，无功过剩时一方面会提高系统运行电压，导致运行中的用电设备的运行电压超出额定工况，缩短设备的使用寿命；另一方面，无功过剩也会影响线路传输的安全稳定性，导致系统的输送容量下降，给电网运行调度带来不利的影响。而系统无功不足时，一方面会降低电网电压，另一方面，电网中传送的无功功率还增加了电能传输时的网络损耗，加大了电网的运行成本。所以，无功是影响电压质量的一个重要因素。 实现无功的分层、分区就地平衡是降低网损的主要原则和重要手段。电压和无功调节是各级变电站需要承担的重要任务。其中，电容器投切是变电站无功调节的最有效而简便的方法，变压器分接头的调节是母线电压控制的最直接手段。近几年以来，随着平煤煤电、化工、焦炭的快速发展，从而加大了对电网的改造力度，变电站综合自动化保护得到了广泛的应用，从而推出了基于微机控制技术的电压与无功综合控制装置（VQC系统）。 1现有电压无功控制的问题 目前VQC系统的实现方式多种多样，包括专用的VQC装置、利用变电站综合自动化后台或利用RTU可编程逻辑控制等方式。其控制策略为九区图控制，即根据电压和无功功率两个参数的综合分析后，判断是投切电容还是调节变压器分接头。采用VQC装置后，变电站的电压无功调节实现了自动控制，改变了过去依靠人工实现电压－无功调节的传统方式，可以满足变电站中母线电压与无功潮流的综合控制，大大地减轻了运行人员的工作负担，降低了误操作的发生，并取得了一定的运行经验，成为一种发展趋势，在变电站得到了大力的推广。但从运行的效果看来，该种方式还有很多地方值得讨论： a）容性无功是通过电容器的投切实现的，因容性功率调节不平滑而呈现阶梯性调节，故在系统运行中无法实现最佳补偿状态。电容器分组投切，使变电站无功补偿效果受电容器组分组数和每组电容器容量的制约，分组过少则电容调整梯度过大和冲击大；分组多则需增加开关、保护等附属设备及其占地面积。 b）电容器组仅提供容性无功补偿，当系统出现无功过剩时，无法实现无功就地平衡。 c）由于系统无功的变化而导致电容器的频繁投切，使得电容器充放电过程频繁，减少其使用寿命，对设备运行也带来了不可靠因素。 d）电容器的投切主要采用真空断路器实现（VSC）。其开关投切响应慢，不能进行无功负荷的快速跟踪；操作复杂，尤其不宜频繁操作。近来出现了使用晶闸管投切电容器组

无功电压管理制度

无功电压管理制度 一、主要职责 负责提出所辖电网各等级母线电压允许范围、电压调整和电容器投退原则。 二、管理内容与要求 1、根据电网特点和运行要求，选定电压、监测点和考核点。 2、建立关口计量点的档案，内容包括：双重编号、计算点类别、CT、PT、电压等级、表型、厂站号、投运日期等。新设备投运或更换表计时，应在一周内将所变动内容补充、更新。 3、督促值班人员控制无功分层界面的无功功率值在允许范围内。 4、每年向有关部门提出无功电源、改善电压质量。 5、根据理论计算与电网的实际，每年年度方式中内应安排好各站各母线电压允许范围、电压调整和电容器投入原则；下达各站电压合格率和电容器投入计划。电网有新设备投运、大的方式变化时，应及时下达更改要求。 6、参加新上变电站的设计审核，对变压器的分头位置设计和变电站的电压、无功调节装置不满足运行要求的，应提出改进意见。 7、新上变压器投入运行前，提出分头调整位置供调度员执行。 8、参与供电设备设计审查工作，对无功补偿装置的型号、要

求以及合理配置提出建议。 9、依据潮流计算结果，编制年度、季度、月度及重大设备检修方式中的无功电力调度方案，并按此实施调度。 10、无功电力调度按调度权限实行分级管理。上下两级调度部门都应对“界面”的无功电力送出（或受入）量进行监督和控制。 11、各级调度应认真监督并按规定及时调整所辖电厂、变电站的无功出力或投切无功补偿设备。 12、电压偏离合格范围或供电力率达不到要求时，变电站运行人员应及时向调度汇报，调整有载调压变压器分头和投切无功补偿设备。无功补偿及调压自动投切（控制）装置未经调度部门许可，不得任意停用。 13、电网无功出力不足或过剩引起电压下降或升高时，应首先调整无功补偿设备的无功出力，其次，再调整相应的有载调压变压器的分接开关位置，使电压恢复到合格。若采取以上措施后，电压值仍不能满足要求甚至威胁电网运行安全时，可采取快速调整控制用电负荷手段，保证电网安全运行，直止电压满足要求。 14、县调应按调度管辖范围尽量做到无功就地平衡。变电站集中无功补偿装置的投、退，需经值班调度员同意。 15、各站必须严格监视母线电压不得超过标准值，若超过范围，值班人员应及时汇报县调采取措施进行调整，必要时请示上级调度部门。

500kV变电站无功电压控制

机电信息2012年第36期总第354期4结语 在线路中后段或负荷中心安装无功补偿装置，就地补偿无 功功率，减少大量感性用电设备长距离较大负荷的输送，可以提升线路中后段的电压质量，避免造成近变电站出线段的电压过高问题，同时降低线路损耗，是一举多得的技术措施。 ［参考文献］ ［１］丁素风．无功补偿原理及其应用［Ｊ］．鄂钢科技，２００９（３）［２］高虹．农村电网无功补偿方式优化配置探讨［Ｊ］．电力职业技 术学刊，２０１１（１） ［３］吕艳荣，谢智宇，王庆丰．营口港矿石码头中压无功补偿及谐波抑制的探讨［Ｊ］．水运科学研究，２００９（２） ［４］马笑泉，熊建梅，高博，等．浅谈１０ｋＶ配电线路加装无功补偿［Ｊ］．新疆电力技术，２０１１（２） 收稿日期：2012－08－24 作者简介：夏斌（1981—），男，广东江门人，工程师，研究方向： 电网优化。 图3 测点2：南镇砖厂（距离变电站4636m ）补偿前后电压变化曲线对比 二次侧电压曲线 260255250245240235230225220215 210 205 03／1100时03／1104时03／1108时03／1112时03／1116时03／1120时03／1200时03／1204时03／1208时03／1212时03／1216时03／1220时03／1000 B 相电压 C 相电压 B 相电压 C 相电压 时间数据（V ） 265260255250245240235230225220215 210 数据（V ） 03／1500时03／1504时03／1508时03／1512时03／1516时03／1520时03／1600时时间 C 相电压 03／1604时03／1608时03／1612时03／1616时03／1620时03／1700 A 相电压A 相电压图4 测点3：石板沙机砖厂（距离变电站4636m ） 补偿前后电压变化曲线对比 二次侧电压曲线 275 250225200175150数据（V ） 03／1100时03／1104时03／1108时03／1112时03／1116时03／1120时03／1000时时间 03／1204时03／1208时03／1212时03／1216时03／1220时03／1300 B 相电压 C 相电压 270260250240230220210200190 数据（V ） 03／1500时03／1504时03／1508时03／1512时03／1516时03／1520时03／1600时03／1604时时间 C 相电压 03／1608时03／1612时03／1616时03／1620时03／1700 C 相电压 B 相电压A 相电压A 相电压1无功功率与电压间的关系 将电力系统作简化处理如图1所示，G 代表发动机，T 代 表变压器，L 代表输电线路，S LD 代表负荷，其中负荷所消耗的功率为S LD ＝P LD +jQ LD ，系统各处电压如图1（a ）表示。等效电路图如图1 （b ），其中E q 、X d 代表发电机电势及等值电抗，R Σ+jX Σ表示变压器、输电线路等值阻抗，Y D ＝G D +jB D 代表负荷等值导纳。 忽略电压降落横分量并考虑R Σ垲X Σ，则有： △U ＝U G －U ＝P LD R Σ+Q LD X ΣU ≈Q LD X Σ U 由此可知，线路中电压损耗正比于负荷所消耗的无功功率。发电机输出的无功功率一部分消耗于变压器及输电线路上，另一部分则供给负荷。当负荷无功需求增加时，线路电流随之增加，相应地消耗在变压器及线路上的无功功率亦增加，这使得发电机侧提供更多的无功功率以维持系统无功功率平衡；另一方面，线路电流的增加也使得线路网损增大。同理，当负荷无功需求减少时，变压器及线路上的无功损耗也减少，发电机需减少无功功率输出以维持系统无功功率平衡。在上述两种情况下，均可以通过调节发电机励磁系统等方式增加机端电压U G 以保证末端电压U 维持在正常范围内。但这并未减小或增大系统首末端电压损耗△U ，因为电压损耗的产生在根本上取决于线路上传递的无功功率大小。 发电机输出的无功功率有限，当其无法满足负荷及线路的过大的无功需求时，系统无功功率将失衡，破坏了系统的稳定。基于以上原因，引入合理的无功功率补偿设备，改变网络中的无功功率分布，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗提高供电质量。 图1电力系统接线图及等效电路 U G jX d U G Y D S LD S LD U U L T 2 T 1 G G jX Σ R Σ+（a ）电力系统接线图 Dianqigongcheng yu Zidonghua ◆电气工程与自动化 35

电力系统电压和无功电力管理条例

电力系统电压和无功电力管理条例 发布时间：2009-2-2 17:11:03 阅读：106次各电管局，各省、自治区、直辖市电力局，各电力设计院，电规院，水规院： 原电力工业部一九八O年颁发的《电力系统电压和无功电力管理条例》(试行)，经修改审定后，现正式颁发，自发布之日起实行。 本条例在执行中如有意见和问题，请及时告部。 附件： 电力系统电压和无功电力管理条例 第一章总则 第一条电压是电能主要质量指标之一。电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有直接影响。无功电力是影响电压质量的一个重要因素。各级电力部门和各用电单位都要加强电压和无功电力的管理，切实改善电网电压和用户端受电电压。 第二条为使各级电压质量符合国家标准，各级电力部门要做好电网的规划、建设和管理，使电网结构、布局、供电半径、潮流分布经济合理。各级电压的电力网和电力用户都要提高自然功率因数，并按无功分层分区和就地平衡以及便于调整电压的原则，安装无功补偿设备和必要的调压装置。 第三条电压和无功电力实行分级管理。各网、省局、地(市)县供电(电业)局都要切实做好所属供电区的无功电力和电压质量管理工作。制订职责范围和协作制度，并指定一个职能部门设专(兼)职负责归口管理。各级电力部门要对所管辖电网(包括输配电线路、变电站和用户)的电压质量和无功电力、功率因数和补偿设备的运行进行监察、考核。各电力用户都要向当地供电部门按期报送电压质量和无功补偿设备的安装容量和投入情况，以及无功电力和功率因数等有关资料。电网和用户都要提高调压装置和无功补偿设备的运行水平。 第二章电力系统和用户受电端的电压监测与考核 第四条电网各级调度部门对其调度管辖范围内的电网进行电压的监测并由归口单位进行考核，并选定一批能反映电网电压水平的监测点。一、二次网的电压监测点电压应根据满足正常条件下的下级供电电压(或用户受电端)的要求，并应根据系统安全、经济运行、负荷变化和发电方式变化及有关规程等要求规定高峰、低谷时的正常电压数值和允许的电压偏移范围，并进行监测。 所有变电站和带地区供电负荷发电厂10(6)kV母线是中压配电网的电压监测点。其电压应根据保证中、低压用户受电端电压合格的要求，规定其高峰、低谷电压值和允许的电压偏移范围并进行监测。 当运行电压超过规定范围时，各级电力调度部门要密切配合，采取措施进行调整。 第五条供电(电业)局应选定一批有代表性的用户作为电压质量考核点，应包括：110kV及以上供电的和35(63)kV专线供电的用户；其他35(63)kV用户和10(8)kV的用户每10000kW负荷至少设一个并应包括对电压有较高要求的重要用户和每个变电站10(8)kV母线所带有代表性线路的末端用户；低压(380/220V)用户至少每百台配电变压器设一个。应设在有代表性的低压配电网的首末二端和部分重要用户。 第六条各发电厂(包括并入电网运行的企业自备电厂、地方电厂、小水电、余热电厂，下同)和一次变电站对电压、电流、有功和无功电力等运行参数，全天按小时进行记录或记录式仪表自动打印记录，变电站10(6)kV母线和用户电压考核的电压，应用记录式(统计式)仪表进行统计。 第七条各级电力调度部门应按月平衡各级电网分地区、分变电站的无功出力和负荷(高峰和低谷)，分析电网潮流和电压的变化，要大力开展无功优化工作，据以安排合理的运行方式，调整无功出力，

电压控制恒流充电电路设计讲解

《电子技术》课程设计报告 课题：电压控制恒流充电电路设计 班级学号 学生姓名 专业 系别 指导教师 淮阴工学院 电子信息工程系 2013年12月

课题：电压控制的恒流充电电路 一、设计目的 电子技术课程设计是模拟电子技术、数字电子技术课程结束后进行的教学环节。其目的是： 1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。 2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。 3、进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 4、培养学生的创新能力。 二、设计要求 1、充电电流为100mA； 2、控制电压为4.5V和6.5V,当充电电压上升到6.5V时自动断电,当用电电压下降到4.5V时自动通电； 3、由交流220V市电供电； 4、主要单元电路和元器件参数计算、选择； 5、画出总体电路图； 6、安装自己设计的电路图，按照自己设计的电路图，在通用版上焊接。焊接完毕后，应对照电路仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象； 7、调试电路； 8、电路性能指标测试； 提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。 三、总体设计 1 课题：电压控制的恒流充电电路 （1）在恒流源部分，我们通过利用9012NP硅管其发射级-基极导通电压0.7V 和6,8Ω电阻输出100mA电流。

4KRw1，大约调到2）在充电电路的控制电压部分，接入12V电压，调节（在上部电路中的电位比较器的正向输入端的电10k电阻的分压以后，左右，经过的大小，使下部电位比较器的反向输入端电压为Rw2。同理，调节压为4.5V之间时，上部电路中的电位比较器输出为高电0-6.5V 当电压在6.5V。 ，晶U0=12V>>1.4V 的电位比较器输出为低电平，电源电压为平，下部电路中中有电流流过，由电磁感应，常断开关触点导通电闸管导通，继电器的线圈J1时，上面的电压比较器输出低当电压增加到超过6.5V源开始给电池充电。 中有电流流过，常闭开关触点断开，导致晶闸管下J2电平，三极管导通，所以的常断触点打开，电源停止给电池充电。用电容和电阻J1端断开，截止工作，

电压综合无功控制

1.电压、无功综合控制的目标 电力系统中电压和无功功率的调整对电网的输电能力、安全稳定运行水平和降低电网损耗有极大的影响。因此，要对电压和无功功率进行综合调控，保证实现包括电力企业和用户在内的总体运行技术指标和经济指标达到最佳。其具体的调控目标如下： （1）维持供电电压在规定的范围内，根据前能源部颁发的《电力系统电压和无功电力技术导则》（简称《导则》）规定，各级供电母线电压的允许波动范围（以额定电压为基准）规定如下： 1）500（330）kv变电站的220kv母线，正常时0%～+10%，事故时-5%～+10%。 2）220kv变电站的35～110kv母线，正常时-3%～+7%，事故时±10%。 3）配电网的10kv母线，电压合格范围为10.0～10.7kv。 （2）保持电力系统稳定和合适的无功功率。主输电网络应实现无功分层平衡；地区供电网络应实现无功分区就地平衡，才能保证各级供电母线电压（包括用户入口电压）在《导则》规定范围内。 （3）保证在电压合格的前提下使电能损耗最小。为了达到以上目标，必须增强对无功功率和电压的调控能力，充分利用现有的无功补偿设备和调压设备（调压机、静止补偿器、补偿电容器、电抗器、有载调压变压器等）的作用，对他们进行合理的优化调控，本文中我们主要用到静止无功补偿器。 电力系统的长期运行经验和研究、计算的结果表明，造成系统电压下降的主要原因是系统的无功功率不足或无功功率分布不合理。所以，对发电厂而言，主要的调压手段是调整发电机的励磁；对变电站来说，主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头位置和控制无功无功补偿电容器。在这里我想向大家介绍一种新型无功补偿器—静止无功补偿器。 上述两种调节和控制的措施，都有调整电压和改变无功分布的作用，但它们的作用原理和后果有所不同。有载调压变压器可以在带负荷的情况下切换分接头位置，从而改变变压器的变比，起到调整电压和降低损耗的作用。调压措施本身不产生无功功率，但系统消耗的无功功率与电压水平有关，因此在系统无功功率不足的情况下，不能用改变变比的办法来提高系统的电压水平；否则电压水平调得越高，该地区的无功功率越不足，反而导致恶性循环。所以在系统缺乏无功的情况下，必须利用补偿电容器进行调压。控制无功补偿电容器的投切，既能补偿系统的无功功率，又可以改变网络中无功功率的分布，改善功率因数，减少网损

电力系统无功功率平衡与电压调整

电力系统无功功率平衡与电压调整 由于电力系统中节点很多，网络结构复杂，负荷分布不均匀，各节点的负荷变动时，会引起各节点电压的波动。要使各节点电压维持在额定值是不可能的。所以，电力系统调压的任务，就是在满足各负荷正常需求的条件下，使各节点的电压偏移在允许范围之内。 由综合负荷的无功功率一电压静态特性分析可知，负荷的无功功率是随电压的降低而减少的，要想保持负荷端电压水平，就得向负荷供应所需要的无功功率。所以，电力系统的无功功率必须保持平衡，即无功功率电源发出的无功功率要与无功功率负荷和无功功率损耗平衡。这是维持电力系统电压水平的必要条件。 一、无功功率负荷和无功功率损耗 1．无功功率负荷 无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备(主要是异步电动机)所吸收的无功功率。一般综合负荷的功率因数为0.6～O.9，其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。 2．电力系统中的无功损耗 (1)变压器的无功损耗。变压器的无功损耗包括两部分。一部分为励磁损耗，这种无功损耗占额定容量的百分数，基本上等于空载电流百分数0I ％，约为1％～2％。因此励磁损耗为 0/100Ty TN Q I S =V (Mvar) (5-1-1) 另一部分为绕组中的无功损耗。在变压器满载时，基本上等于短路电压k U 的百分值，约为10％这损耗可用式(6-2)求得 2(%)()100k TN TL Tz TN U S S Q S =V (Mvar) (5-1-2) 式中，TN S 为变压器的额定容量(MVA)；TL S 为变压器的负荷功率(MVA)。 由发电厂到用户，中间要经过多级变压，虽然每台变压器的无功损耗只占每台变压器容量的百分之十几，但多级变压器无功损耗的总和可达用户无功负荷的75%～100％左右。 (2)电力线路的无功损耗。电力线路上的无功功率损耗也分为两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的无功损耗又称充电功率，与电力线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的无功损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。因此电力线路作为电力系统的一个元件，究竟是消耗容性还是感性无功功率，根据长线路运行分析理论，可作一个大致估计。对线路不长，长度不超过100km ，电压等级为220kV 电力线路，线路将消耗感性无功功率。对线路较长，其长度为300km 左右时，对220kV 电力线路，线路基本上既不消耗感性无功功率也不消耗容性无功功率，呈电阻性。大于300km 时，线路为电容性的。 二、系统综合负荷的电压静态特性 电力系统中某额定功率的用电设备实际吸收的有功功率和无功功率的大小是随电力网的电压变化而变的，尤其是无功功率受电压的影响很大。电力系统综

电力系统自动装置复习题及答案

1.发电机组并入电网后，应能迅速进入状态，其暂态过程要，以减小对电力系统的扰动。（ C ） A 异步运行，短B异步运行，长 C 同步运行，短D同步运行，长 2.最大励磁限制是为而采取的安全措施。（ D ） A 防止发电机定子绕组长时间欠励磁B防止发电机定子绕组长时间过励磁 C 防止发电机转子绕组长时间欠励磁D防止发电机转子绕组长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机。（ C ） A 发出功率，发电机减速B发出功率，发电机增速 C 吸收功率，发电机减速D吸收功率，发电机增速 4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。（ D ） A 转子电流B定子电流 C 转速D空载电动势 5.自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。（ A ） A 整步电压B脉动电压 C 线性电压D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。（ B ） A 静止励磁机系统B直流励磁机系统 C 交流励磁机系统D发电机自并励系统 7. 自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。（ C ） A 少量有功功率缺额 B 少量无功功率缺额 C 严重有功功率缺额D严重无功功率缺额 8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流，其值与电压差成。（ B ） A有功电流分量，正比 B 无功电流分量，正比 C有功电流分量，反比D无功电流分量，反比 9.由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引起。（ D ） A 进相运行B高频振荡 C 欠励状态 D 低频振荡 10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。（ D ） A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。（ B ） A 功率特性B一次调频频率特性 C 二次调频频率特性 D 调节特性 12.调差系数δ〉0时为调差系数，调节特性为。（ A ） A 正，下倾B负，下倾 C 正，上翘 D 负，上翘 13.发电机并列操作中，当相角差较小时，冲击电流主要为。（ A ） A 有功电流分量B无功电流分量 C 空载电流分量D短路电流分量 14.调速器通常分为机械液压调速器和调速器。（ C ） A 电子液压调速器B电机液压调速器 C 电气液压调速器D电瓶液压调速器

浅谈变电站电压及无功的综合控制

浅谈变电站电压及无功的综合控制 发表时间：2019-07-02T14:04:29.703Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：梁华银李毛根 [导读] 通过调节有载调压变压器分接开关和投切并联电容器组，实现调节电压合格和无功平衡的目的。 国网安徽省电力有限公司宿州供电公司安徽省 234000 摘要：以变电站为单位，自动调节电压和无功功率就地平衡，变电站电压和无功控制主要是采用有载调压变压器和补偿并联电容器组，通过调节有载调压变压器分接开关和投切并联电容器组，实现调节电压合格和无功平衡的目的。 关键词：变电站；电压；无功；控制 1电力系统调压的措施 1.1利用发电机调压 发电机的端电压可以通过改变发电机励磁电流的办法进行调整，这是一种经济，简单的调压方式。在负荷增大时，电网的电压损耗增加，用户端电压降低，这时增加发电机励磁电流，提高发电机的端电压；在负荷减小时，电力网的电压损耗减少，用户端电压升高，这时减少发电机励磁电流，降低发电机的端电压。按规定，发电机运行电压的变化范围在发电机额定电压的-5%～+5%以内。 1.2电压无功自动控制装置 在以往的变电站运行中，常常是采用人工的方式进行相关的电压无功调控，这种陈旧老套的控制方法不但需要耗费变电站值班人员的大量精力，加重了其负担，增大了工作量，同时也不能很好的实现电压无功控制的目的。这是因为人工调节的主观因素太大，如果值班人员的判断或操作失误，就会严重影响到调控的合理性，不利于变电站的稳定电力供应。随着人们对供电质量的要求更高，大多数变电站都是采用的无人值班变电站，这样以来，人工操控电压无功就很难实现。 1.3利用无功功率补偿调压 改变变压器分接头调压虽然是一种简单而经济的调压手段，但改变分接头位置不能增减无功功率。当整个系统无功功率不足引起电压下降时，要从根本改变系统电压水平问题，就必须增设新的无功电源。无功功率补偿调压就是通过在负荷侧安装同步调相机、并联电容器或静止补偿器，以减少通过网络传输的无功功率，降低网络的电压损耗而达到调压的目的。 1.4改变输电线路的参数调压 从电压损耗的计算公式可知改变网络元件的电阻R和电抗X都可以改变电压损耗，从而达到调压的目的。变压器的电阻和电抗已经由变压器的结构固定，不宜改变。一般考虑改变输电线路的电阻和电抗参数以满足调压要求。但减少输电线路的电阻意味着增加导线截面。多消耗有色金属。所以一般不采用此方法。 2 变电站电压无功控制方式 目前，变电站电压无功控制方式主要有3种：集中控制方式、分散控制方式和关联分散控制方式。 2.1 集中控制方式 集中控制是指在调度中心根据采集的各项数据，通过遥控装置对各个变电站的调压设备、无功补偿设备统一进行控制。从理论上讲，集中控制方式应该是保持配电网电压合格、无功平衡的最佳方案。但它对调度中心的要求相对较高，在软件方面要求配备实时控制软件，在硬件方面要求配电中心达到“三遥”的水平，最好在各个配电中心针对这一环节配备单独的智能模块。目前，各地变电站的基础设施条件和智能化水平参差不齐：有的地方相对发达一些，设备比较先进，智能化水平较高；有的地方相对落后一些，设备比较陈旧，基本没有自动化装置；有的地方变电站各方面建设虽然比较先进，但是缺少相关操作人才，也难以实现集中控制。因此，当前要想实现整个电力系统全部采用集中控制方式还是比较困难的，只能在相对发达的地区先建设一部分，逐步在其他地区循序渐进地推开。 2.2 分散控制方式 分散控制方式是指在每个变电站专门建设一台电压无功自动控制平台，该装置根据采集的数据，自动调节分接头位置或投切并联电容器组，从而实现对电压调节装置和无功补偿设备的控制，当主变压器负荷发生变化时，保证该变电站供电半径内配电网电压质量合格、无功功率合格。分散控制的优点是控制简易、投入较小，符合当前我国大部分地区的基本情况；缺点是难以实现整个地区大面积的统一操控。随着计算机、通信技术在电力行业的应用越来越广泛，实现对整个地区进行集中控制是大势所趋，分散控制装置由于其自身的条件所限，逐步会被淘汰，但在局部地区其使用还具有一定的优越性。 2.3 关联分散控制方式 集中控制方式理论上能够及时掌握整个地区变电站的相关情况并进行最好的集中控制，但是此控制方式对变电站的软硬条件的要求比较高，需要投入更多资金，并且由于多个变电站在一个调度中心进行集中操作管理，控制系统比较复杂，操作难度较大，一旦发生问题，影响很大。目前，国内大部分地区应用比较广泛的是分散控制方式，但此控制方式不能实现整个地区的集中管理。关联分散控制方式是指在正常运行情况下，由安装在各变电站的控制装置根据编好的控制程序进行调控。在保障整个系统安全可靠运行的前提下，分别计算出正常运行、紧急情况、系统运行方式发生大变动时的调控范围，由调度中心根据采集的数据情况直接进行操作或修改变电站母线电压和无功功率值，以满足辖区内电力系统安全、可靠运行的要求。关联分散控制的最大优点是无论在正常情况下还是在紧急状态下，都能有效保障辖区内的供电可靠性和经济性。关联分散控制装置要求必须满足对受控厂站分析、判断和控制的强大通信功能，以及时将采集到的信息报告给调度中心，并执行好调度中心下达的各项调控命令。 3 变电站电压无功综合控制方式调节判据 变电站电压无功综合控制调节判据分为以下5个方面：1）按功率因数控制；2）按电压控制；3）按电压综合控制有载分接开关和电容器组；4）按电压和功率因数复合控制；5）按电压、时间序列复合控制。 3.1 按功率因数控制 根据功率因数的大小，来确定投切并联电容容量。如果功率因数低于确定值则通过自动控制装置投入电容，如果高于确定值则通过自动控制装置切除电容。此办法没有把电容对母线电压的影响考虑进来，并且当变压器负荷较小时，可能存在自动控制装置动作频繁的问