電力系統(tǒng)調度自動化EMS無功電壓控制ppt課件

1、North China Electric Power UniversityEMS(6)-無功、電壓控制l主講人：齊鄭lqizheng126無功功率對系統(tǒng)的影響無功功率分布對系統(tǒng)的影響：1、網損及線損-影響系統(tǒng)的經濟性2、電壓-影響系統(tǒng)的平安性網損、線損電力網電能損耗簡稱網損、線損，是電網運營企業(yè)在電能傳輸和營銷過程中自發(fā)電廠出線起至客戶電度表止所產生的電能耗費和損失。分類：1、技術線損2、管理線損線損率l線損率是衡量線損高低的目的，它綜合反映和表線損率是衡量線損高低的目的，它綜合反映和表達了電力系統(tǒng)規(guī)劃設計、消費運轉和運營管理的程達了電力系統(tǒng)規(guī)劃設計、消費運轉和運營管理的程度，是電網運營企業(yè)的

2、一項經濟技術目的。度，是電網運營企業(yè)的一項經濟技術目的。l線損率線損率=(供電量一售電量供電量一售電量)供電量供電量*100%l其中，供電量其中，供電量=發(fā)電廠上網電量發(fā)電廠上網電量 + 外購電量外購電量 - 電網輸電網輸出電量；出電量；l售電量售電量=一切客戶的抄表電量。一切客戶的抄表電量。電網降損技術措施重點抓好電網規(guī)劃、升壓改造等任務。簡化電壓等重點抓好電網規(guī)劃、升壓改造等任務。簡化電壓等級，縮短供電半徑，減少迂回供電，合理選擇導線截級，縮短供電半徑，減少迂回供電，合理選擇導線截面和變壓器規(guī)格、容量，制定防竊電措施。淘汰高能面和變壓器規(guī)格、容量，制定防竊電措施。淘汰高能耗變壓器。耗變壓器

3、。按照無功優(yōu)化計算結果，合理配置無功補償設備，提按照無功優(yōu)化計算結果，合理配置無功補償設備，提高無功設備的運轉程度，做到無功分壓、分區(qū)就地平衡，高無功設備的運轉程度，做到無功分壓、分區(qū)就地平衡，改善電壓質量，降低電能損耗改善電壓質量，降低電能損耗電壓目的l35kV及以上供電電壓正、負偏向的絕對值之和不超越及以上供電電壓正、負偏向的絕對值之和不超越額定電壓的額定電壓的10%。如供電電壓上下偏向同號時，按較。如供電電壓上下偏向同號時，按較大的偏向絕對值作為衡量根據(jù)。大的偏向絕對值作為衡量根據(jù)。l10kV及以下三相供電電壓允許偏向為額定電壓的及以下三相供電電壓允許偏向為額定電壓的7%。 l220V單

4、相供電電壓允許偏向為額定電壓的單相供電電壓允許偏向為額定電壓的+7%、-10%。電壓目的l線路末端電壓合格率線路末端電壓合格率90% l配電線路電壓允許動搖范圍為規(guī)范電壓的配電線路電壓允許動搖范圍為規(guī)范電壓的7%；l低壓線路到戶電壓允許動搖范圍為規(guī)范電壓低壓線路到戶電壓允許動搖范圍為規(guī)范電壓10%。 l功率因數(shù)目的：功率因數(shù)目的： l鄉(xiāng)村生活和農業(yè)線路鄉(xiāng)村生活和農業(yè)線路 cos0.85; l工業(yè)、農副業(yè)公用線路工業(yè)、農副業(yè)公用線路 cos0.90。無功、電壓調理設備設備類型特點控制能力發(fā)電機/調相機可連續(xù)調節(jié)，沒有調節(jié)次數(shù)約束，能及時快速響應系統(tǒng)中無功電壓的波動系統(tǒng)中主要的無功源，建立和維持電

5、壓水平，保證系統(tǒng)無功平衡并聯(lián)電容器/并聯(lián)電抗器機械投切，有投切次數(shù)約束，切換速度慢無功輸出與電壓平方成反比重要的無功補償設備，維持電壓水平聯(lián)絡變有載調壓分接頭機械調節(jié)，有調節(jié)次數(shù)約束，調節(jié)速度慢改善電壓/無功分布，降低網損分級分區(qū)的無功電壓控制模型l 三級無功電壓控制模型二級控制一級控制三級控制部分最優(yōu)廠站最優(yōu)全局最優(yōu)區(qū)域控制廠站控制全局控制初始可行解，系統(tǒng)當前運轉形狀最優(yōu)解其他可行解一級電壓控制為本地控制local control，只用到本地的信息?？刂破饔杀緟^(qū)域內控制發(fā)電機的自動電壓調理器AVR、有載調壓分接頭OLTC及可投切的電容器組成，控制時間常數(shù)普通為幾秒鐘。在這級控制中，控制設備經

6、過堅持輸出變量盡能夠的接近設定值來補償電壓的快速的和隨機的變化。二級電壓控制的時間常數(shù)約為幾十秒鐘到分鐘級，控制的主要目的是保證中樞母線Pilot Node電壓等于設定值，假設中樞母線的電壓幅值產生偏向，二級電壓控制器那么按照預定的控制規(guī)律改動一級電壓控制器的設定參考值，二級電壓控制是一種區(qū)域控制Region Control，只用到本區(qū)域內的信息。三級電壓控制是其中的最高層，它以全系統(tǒng)的經濟運轉為優(yōu)化目的，并思索穩(wěn)定性目的，最后給出中樞母線電壓幅值的設定參考值，供二級電壓控制運用。在三級電壓控制中要充分思索到協(xié)調的要素，利用了整個系統(tǒng)System-wide的信息來進展優(yōu)化計算，普通來說它的時間

7、常數(shù)在十幾分鐘到小時級。一級電壓控制-VQC安裝電電壓壓無無功功上上限限下下限限下下限限上上限限QV九區(qū)圖九區(qū)圖二級電壓控制l分區(qū)原那么：分區(qū)原那么：l(1)樞紐母線樞紐母線(Pilot Bus)電壓的典型電壓的典型性：在區(qū)域內，樞紐母線是少量最重性：在區(qū)域內，樞紐母線是少量最重要的高壓母線，它們的電壓行為足以要的高壓母線，它們的電壓行為足以代表區(qū)域的電壓行為代表區(qū)域的電壓行為l(2)區(qū)域可控性：在區(qū)域內，有足夠區(qū)域可控性：在區(qū)域內，有足夠的無功容量用于電壓控制的無功容量用于電壓控制l(3)區(qū)域間的解藕性：區(qū)域內的控制區(qū)域間的解藕性：區(qū)域內的控制受區(qū)域外的控制操作影響很小受區(qū)域外的控制操作影響

8、很小我國地域電網的運轉特點220kV110kV35kV10kV我國地域電網的運轉特點l 電網中安裝配置有一級或一級以上變壓器有載調理分電網中安裝配置有一級或一級以上變壓器有載調理分接頭。目前，絕大部分接頭。目前，絕大部分220kV變電所主變的變電所主變的220kV和和110kV繞組的有載分接頭不具備遠方遙調的條件。繞組的有載分接頭不具備遠方遙調的條件。110V變電所主變的變電所主變的110kV繞組有載分接頭中，只需繞組有載分接頭中，只需部分具備遠方遙調的條件，其他只能就地操作。部分具備遠方遙調的條件，其他只能就地操作。l 電網中電網中110kV變電所的二次側母線變電所的二次側母線10kV或或6

9、kV，普通均安裝有并聯(lián)電容器。這些并聯(lián)電容器中，只需普通均安裝有并聯(lián)電容器。這些并聯(lián)電容器中，只需部分具備遠方遙控的條件，其他只能就地操作。部分具備遠方遙控的條件，其他只能就地操作。地域無功電壓控制的方法要素要素設置設置最大優(yōu)化最大優(yōu)化控制范圍控制范圍 具有遠方遙控遙調條件的具有遠方遙控遙調條件的110kV變電所以變電所以及供其電源的及供其電源的220kV變電所變電所 l地域二級電壓控制采用啟發(fā)式搜索方法，地域二級電壓控制采用啟發(fā)式搜索方法，其各個要素其各個要素控制目的控制目的 主要目的：提高各主要目的：提高各110kV變電所的變電所的10kV 考核母線的電壓合格率考核母線的電壓合格率第二目的

10、：提高各第二目的：提高各220kV變電所高壓側繞變電所高壓側繞組的功率因數(shù)合格率組的功率因數(shù)合格率地域無功電壓控制的方法l基于基于SCADA主站系統(tǒng)的電壓主站系統(tǒng)的電壓/無功控制也是無功控制也是利用九區(qū)域圖原那么。利用九區(qū)域圖原那么。 l基于區(qū)域控制概念的控制方案希望可以從區(qū)基于區(qū)域控制概念的控制方案希望可以從區(qū)域的角度來分析無功或電壓不合格的緣由，并域的角度來分析無功或電壓不合格的緣由，并根據(jù)緣由來詳細執(zhí)行動作，防止由于上一級電根據(jù)緣由來詳細執(zhí)行動作，防止由于上一級電壓的不合格而導致下一級多個變電站的壓的不合格而導致下一級多個變電站的VQC動動作。作。規(guī)那么庫 l當發(fā)現(xiàn)電壓出現(xiàn)偏向時，該當首

11、先檢查無功能否平衡。當發(fā)現(xiàn)電壓出現(xiàn)偏向時，該當首先檢查無功能否平衡。分頭的調理該當是在無功平衡富余的條件下才思索的，分頭的調理該當是在無功平衡富余的條件下才思索的，假設系統(tǒng)在無功缺額很大時，不應該調理分接頭，防止假設系統(tǒng)在無功缺額很大時，不應該調理分接頭，防止出現(xiàn)電壓解體。出現(xiàn)電壓解體。l無功的調理該當本著無功的調理該當本著“從低到高的原那么，即首先保從低到高的原那么，即首先保證低電壓等級的變電站內部無功平衡，然后再思索上一證低電壓等級的變電站內部無功平衡，然后再思索上一級的平衡。根本的思想是保證聯(lián)絡變壓器從系統(tǒng)獲得的級的平衡。根本的思想是保證聯(lián)絡變壓器從系統(tǒng)獲得的無功接近于零。無功接近于零。l電壓的調理本著電壓的調理本著“從高到低的原那么，防止同一級的從高到低的原那么，防止同一級的變壓器分頭大量動作，