【摘 要】本文主要分析了電網自動化排程的無功電壓管理，並在此基礎上提出優化以及最優經濟執行電壓的具體措施。
【關鍵詞】電力排程;無功電壓管理;優化;措施
Abstract This paper analyzes the grid voltage and reactive power dispatch automation management, and proposed to optimize and most economic operating voltage on the basis of specific measures.
Key words power dispatch; voltage and reactive power management; optimization; Measures
在電力系統執行過程中，無功補償與無功平衡是確保電壓質量的根本保障，通過有效的無功補償以及自動控制，可提高電壓的質量水平，也可確保電力系統執行的安全性、穩定性，減少電能消耗，提高電網執行效益。對於電能質量的衡量標準來說，電壓是非常重要的指標，同時電壓的質量也與無功功率的分佈狀況密不可分。隨著經濟的飛速發展及人們生活水平的日益提高，使用者對電能質量提出了更高要求，因此必須加強電網監督與管理，實現有效的無功電壓管理。
1.無功補償的基本原理
所謂的無功補償技術便是指無功補償電源，主要目的是為了提供必要無功功率，降低電網能耗、提升電力系統功率因數，最終實現對整個電網電壓質量的提升。而且，無功功率決不是無用功率，它的用處其實很大。如果沒有無功功率，則變壓器的一次線圈便無法產生磁場，進而導致二次線圈無法感應出電壓。所以，如果沒有無功功率，變壓器便無法進行變壓工作、電動機便無法轉動。正常情況下，用電裝置不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率，如果電網中的無功功率供不應求，用電裝置就沒有足夠的無功功率、正常的電磁場，這些用電裝置就不能維持在額定情況下工作，用電裝置的端電壓就要下降，從而影響用電裝置的正常執行。但是從發電機和高壓輸電線供給的無功功率遠遠滿足不了負荷的需要，所以我們需要在電網中要設定一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證使用者對無功功率的需要，這樣用電裝置才能在額定電壓下工作。
2.無功補償配置要求
無功補償配置要求核心思想為“電力系統配置的無功補償裝置應能保證在系統有功負荷高峰和負荷低谷執行方式下，分(電壓)層和分(供電)區的無功平衡，並具有靈活的無功電力調節能力和檢修備用容量。無功補償配置應根據電網情況，實施分散就地補償與變電站集中補償相結合，電網補償與使用者補償相結合，高壓補償與低壓補償相結合，滿足降損和調壓的需要。”
3.電網自動化排程無功管理的主要措施
做好無功電壓的管理，首先就需要配備足夠數量的無功補償裝置，每個電力供應企業都要根據自身情況並按照《導則》中的.要求進行無功補償裝置的配備工作。在配備過程中，經常會發生由於一時電壓的高低而少配甚至不配無功補償裝置。特別是在超過110kV的變電所中，其電纜線路複雜繁多，經常發生向系統倒送無功的情況，這時就需要切除並聯的電容器以解決無功倒送的問題，若還不能解決，就需要在低壓母線上安裝並聯電抗器，從而改變變電所的無功負載，達到無功平衡的目的。
其次，合理配置無功補償裝置的容量。無功補償裝置的容量大小一定要適量，特別是單組容量不能過大。若單組容量過大，當輸電電壓負載較低時，不會進入電容器，這樣次級的輸電線路上的負載電壓降低，導致線損增加，從而造成向電網上倒送無功。目前，我國輸電線路上的負載呈現逐年遞增的趨勢，因此，在電容器配備的時候應考慮到負載的增加，以便於適應後期的操作。
在完成無功補償裝置的合理配置後，無功電壓管理的重點就是保證分層和分割槽內的平衡。這樣就可以達到無功補償的理想狀態，即各級的輸電線路沒有無功電流，各級的電壓母線上的輸電功率都接近1，並且減少由於長距離線路輸送電能導致過多的線損以及負載電壓的下降。
電網無功管理的主要措施包括：
(1)應本著自下而上，由末端向電源端的順序逐級平衡補償;需補償容量：Qc=P(tga1-tga2)，其中P為最大負荷月平均有功功率。
(2)電網排程工作人員應加強對變電站電壓及無功功率的調整，藉此來使母線的電壓質量保持在最佳狀態。當補償裝置全部投入使用後，若母線的無功補償仍舊無法滿足相關要求時，必須及時向上級有關負責人彙報，以便採取相應的解決措施。
(3)電壓線上監測和分析系統應用實用化;繪製電壓監測點分佈圖，電壓監測點設定數量、安裝位置滿足規定要求。
(4)以35kV變電站為單位，分供電區進行無功平衡及電壓分佈分析，通過指標細化分析和措施跟蹤檢查，及時掌握變化趨勢，採取針對性措施逐步提高電網和各級使用者電壓合格率。
(5)根據電網的不斷髮展和變化，持續滾動開展低谷、高峰以及典型負荷時期無功電壓計算分析，為電網無功補償裝置投切、主變抽頭位置調整提供計算依據，並督促排程所合理投切35kV變電站無功補償裝置，使無功分層就地平衡，減少不同電壓等級間的無功穿越，降低損耗。
(6)排程中心應按照執行電網實際的負荷變化，編制並下達無功負荷曲線，同時具備無功調整能力的變電站也都必須嚴格按照這一無功負荷曲線對無功出力進行調整。排程中心的值班人員有權按照當前電網的實際執行情況進行相應的修改，並對各級變電站的執行情況進行監督。
(7)在無功負荷的峰谷階段，電廠內的發電機無功應增至無負荷為止;在低谷時，發電機無功則需降至功率因數中所提到的最佳值0.95以上。
4.電網自動化排程無功優化系統的建立
由於城市用電需求在不斷增加，不同城區的用電需求也是在不斷變化，再加上裝置老化等問題，這樣設定好的無功電壓補償措施也許很難適應目前或將來的變化。因此，除了應做好無功管理工作之外，還應充分發揮無功優化系統的作用。通過無功優化系統的自動控制，可以極大的減輕排程和執行人員的工作量，並且和人為控制相比更科學、更合理、計算更精確。
根據電網排程自動化執行的實際情況，對於無功電壓系統的優化應從以下幾個方面著手：
4.1優化原則
保證電力供應全網內的最大範圍內的負載電壓達到額定值;保證電力供應全網內儘量降低電能線上路上的損失;所有的參與電網排程的工作人員，其行為準則要遵循安全、執行和排程規範。 4.2控制目標
在保證電網和電網中人員、裝置安全執行的前提下，通過全網內的無功電壓補償措施，對於無功電壓管理進行優化。不但能夠保證電網整體經濟地執行，還要通過合理計算，有效控制無償裝置的成本投入。最終實現主變壓器的調節次數最少、負載電壓在額定電壓規定的誤差範圍內波動，全網的線損最小。在進一步提高電網排程自動化水平的基礎上，保證電網能夠具有更高的執行安全性和穩定性。