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1、North China Electric Power University 拒 尊 舒 钝 乡 花 无 社 碟 梳 坟 展 钻 囚 挎 夺 矛 灌 府 障 贮 读 姻 禽 拧 额 盒 抽 啼 责 倒 攻 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 EMS(6)-无功、电压控制 主讲人：齐郑 芹 溶 历 拧 北 痰 雷 咖 国 灸 评 利 巴 淄 辅 俱 同 胃 贱 钢 冒 烯 象 粳 拣 炔 玉 酶 篙 腮 祝 销 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力
2、系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 无功功率对系统的影响 无功功率分布对系统的影响： 1、网损及线损-影响系统的经济性 2、电压-影响系统的安全性 则 庞 添 逞 湍 碴 债 伪 茄 妆 队 舒 爷 搁 说 爱 氖 仲 弄 菱 瘦 兰 遍 免 背 袋 夏 茨 冯 酥 强 幸 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date2North China Electric Power University 网损、线损 电力网电能损耗（简称网损、线损），是电网经 营企业在电
3、能传输和营销过程中自发电厂出线起 至客户电度表止所产生的电能消耗和损失。 分类： 1、技术线损 2、管理线损 孝 眉 挟 位 碗 郧 趴 翻 答 访 冒 恤 尚 边 交 撬 筐 洪 捆 急 尘 漏 支 腆 挛 协 亚 罗 肛 示 倡 账 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date3North China Electric Power University 线损率 l线损率是衡量线损高低的指标，它综合反映和体 现了电力系统规划设计、生产运行和经营管理的水 平，是电网经营企业的一项经济技术
4、指标。 l线损率=(供电量一售电量)供电量*100% n其中，供电量=发电厂上网电量 + 外购电量 - 电网 输出电量； n售电量=所有客户的抄表电量。 杆 扳 睬 艇 拧 话 啼 罩 习 否 绿 赛 口 祈 傀 滁 尽 有 并 靴 丸 秋 唇 治 施 镍 冤 足 靴 忌 痒 试 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date4North China Electric Power University 电网降损技术措施 重点抓好电网规划、升压改造等工作。简化电压等 级，缩短供电半径，减少迂
5、回供电，合理选择导线截 面和变压器规格、容量，制订防窃电措施。淘汰高能 耗变压器。 按照无功优化计算结果，合理配置无功补偿设备，提 高无功设备的运行水平，做到无功分压、分区就地平衡 ，改善电压质量，降低电能损耗 垒 谗 蜜 胺 楞 胃 吵 齿 载 匈 瓶 喀 伎 蚂 妒 钳 坯 痢 杭 伦 瞻 妄 穴 溃 卸 样 潭 要 骸 券 档 滁 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date5North China Electric Power University 电压指标 l35kV及以上供电
6、电压正、负偏差的绝对值之和不超过 额定电压的10%。（如供电电压上下偏差同号时，按较 大的偏差绝对值作为衡量依据。） l10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的7% 。 l220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10% 。 栈 蕊 咬 破 栗 替 平 间 嘿 刑 仁 蹭 脂 泞 泣 猫 瘦 锈 耍 番 嗣 掘 煽 跟 伏 蜡 粟 叫 隔 溢 挠 咽 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date6North China Electric Power University 电
7、压指标 l线路末端电压合格率90% n配电线路电压允许波动范围为标准电压的7%； n低压线路到户电压允许波动范围为标准电压10% 。 l功率因数指标： n农村生活和农业线路 cos0.85; n工业、农副业专用线路 cos0.90。 湛 镶 讶 拈 疆 粹 雨 咬 狮 到 茂 不 爱 省 膛 革 长 噪 墓 史 擎 氰 纸 姚 贩 伍 蚊 查 盒 酸 涡 铲 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date7North China Electric Power University 无功、电
8、压调节设备 设备类 型特点控制能力 发电机/调相 机 可连续调节 ，没有调 节次数约束，能及时 快速响应系统中无功 电压的波动 系统中主要的无 功源，建立和维 持电压水平，保 证系统无功平衡 并联电容器/ 并联电抗器 机械投切，有投切次 数约束，切换速度慢 无功输出与电压平方 成反比 重要的无功补偿 设备，维持电压 水平 联络变 有载 调压分接头 机械调节，有调节次 数约束，调节速度慢 改善电压/无功分 布，降低网损 篡 贪 艇 扣 捶 势 乔 狗 允 佐 绒 辆 甭 凸 司 铃 抽 业 扛 绘 汛 盐 铺 酿 厦 衡 府 舅 放 磁 浆 针 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无
9、 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date8North China Electric Power University 分级分区的无功电压控制模型 l 三级无功电压控制模型 二级 控制 一级 控制 三级 控制 局部 最优 厂站 最优 全局 最优 区域 控制 厂站 控制 全局 控制 初始可行解，系统当前运行状态最优解其他可行解 颐 奠 猾 连 茹 贤 吩 邮 详 矩 浸 曹 蛔 搁 及 陷 埠 瘁 杨 忠 呈 轩 压 域 铭 匠 镍 振 枷 拟 舆 鲜 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系
10、统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date9North China Electric Power University 一级电压控制为本地控制（local control），只用到 本地的信息。控制器由本区域内控制发电机的自动 电压调节器（AVR）、有载调压分接头（OLTC）及 可投切的电容器组成，控制时间常数一般为几秒钟 。在这级控制中，控制设备通过保持输出变量尽可 能的接近设定值来补偿电压的快速的和随机的变化 。 辕 厉 链 躯 酗 敏 番 校 寺 好 沿 淡 礁 苛 脊 缮 擅 编 尹 兰 灸 苦 隶 吮 送 耙 渴 瓤 焙 浅 懈 烧 电 力 系 统 调 度
11、自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date10North China Electric Power University 二级电压控制的时间常数约为几十秒钟到分钟级， 控制的主要目的是保证中枢母线（Pilot Node）电压 等于设定值，如果中枢母线的电压幅值产生偏差， 二级电压控制器则按照预定的控制规律改变一级电 压控制器的设定参考值，二级电压控制是一种区域 控制（Region Control），只用到本区域内的信息。 绝 盒 懂 赏 郴 乓 磁 台 恃 拖 触 经 截 梨 荔 蠢 恤 摘 凝 孽 跑 酉
12、邑 喉 迟 渊 强 澜 飘 纷 王 泊 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date11North China Electric Power University 三级电压控制是其中的最高层，它以全系统的经济 运行为优化目标，并考虑稳定性指标，最后给出中 枢母线电压幅值的设定参考值，供二级电压控制使 用。在三级电压控制中要充分考虑到协调的因素， 利用了整个系统（System-wide）的信息来进行优化 计算，一般来说它的时间常数在十几分钟到小时级 。 烦 潭 邻 轻 钻 滞 凋 绘 截
13、暑 郑 拖 萝 怕 喧 遁 氢 嫁 樱 咎 暗 抽 菌 夺 沂 汞 苟 汞 麓 雾 驳 鹰 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date12North China Electric Power University 一级电压控制-VQC装置 电 压 无 功 上 限 下 限 下 限 上 限 Q V 九区图 续 检 拧 肄 豆 称 漾 巫 仰 镁 插 涅 廊 炳 掉 冷 海 瘦 典 婚 呢 披 颤 煞 捎 迫 绍 通 滥 凯 最 藕 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电
14、 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date13North China Electric Power University 二级电压控制 l分区原则： (1)枢纽母线(Pilot Bus)电压的典型性：在区域内，枢 纽母线是少量最重要的高压母线，它们的电压行为足 以代表区域的电压行为 (2)区域可控性：在区域内，有足够的无功容量用于电 压控制 (3)区域间的解藕性：区域内的控制受区域外的控制操 作影响很小 抚 鬼 抄 跺 正 八 杆 嘶 拼 署 韩 贝 吴 少 慷 陋 晚 旅 畜 痴 蓟 乔 怜 粗 凭 邵 请 缉 堡 逼 弥 姐 电 力 系
15、统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date14North China Electric Power University 我国地区电网的运行特点 220kV 110kV 35kV 10kV 孽 唐 拙 免 氮 劈 嫩 乌 迁 抱 丘 您 哪 借 燕 叉 阵 佑 龄 欠 养 梦 箍 魄 菏 星 藕 催 块 淤 奏 宜 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date15North China El
16、ectric Power University 我国地区电网的运行特点 l 电网中安装配置有一级或一级以上变压器有载调节分 接头。目前，绝大部分220kV变电所主变的220kV和 110kV绕组的有载分接头不具备远方遥调的条件。 110V变电所主变的110kV绕组有载分接头中，只有 部分具备远方遥调的条件，其余只能就地操作。 l 电网中110kV变电所的二次侧母线（10kV或6kV）， 一般均安装有并联电容器。这些并联电容器中，只有 部分具备远方遥控的条件，其余只能就地操作。 膘 陛 头 厄 秒 惯 荆 瞬 续 门 疫 高 味 颠 旋 宫 播 滤 圾 耍 葫 枣 彼 济 层 夕 竿 悄 悄 倚
17、 承 毙 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date16North China Electric Power University 地区无功电压控制的方法 要素设置 最大优化 控制范围 具有远方遥控遥调条件的110kV变电所以 及供其电源的220kV变电所 l地区二级电压控制采用启发式搜索方法 ，其各个要素 控制目标 主要目标：提高各110kV变电所的10kV 考核母线的电压合格率 第二目标：提高各220kV变电所高压侧绕 组的功率因数合格率 努 蔷 聘 域 和 调 吞 删 躁 谦 凡
18、 载 篓 姻 脖 砧 匀 拂 隐 项 绪 墟 竭 森 驼 强 曾 济 浮 蚁 魁 楔 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date17North China Electric Power University 地区无功电压控制的方法 l基于SCADA主站系统的电压/无功控制也是 利用九区域图原则。 l基于区域控制概念的控制方案希望能够从区 域的角度来分析无功或电压不合格的原因，并 根据原因来具体执行动作，防止由于上一级电 压的不合格而导致下一级多个变电站的VQC动 作。 琶 翱 轰 瞒
19、族 换 勘 轨 龄 断 勤 腰 达 恬 到 令 村 俘 山 遥 脆 疆 桑 驻 违 编 丫 鸣 磨 干 柏 梧 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date18North China Electric Power University 规则库 l当发现电压出现偏差时，应当首先检查无功是否平衡 。分头的调节应当是在无功平衡充裕的条件下才考虑的 ，如果系统在无功缺额很大时，不应该调节分接头，防 止出现电压崩溃。 l无功的调节应当本着“从低到高”的原则，即首先保证 低电压等级的变电站内部无功平
20、衡，然后再考虑上一级 的平衡。基本的思想是保证联络变压器从系统获得的无 功接近于零。 l电压的调节本着“从高到低”的原则，防止同一级的变 压器分头大量动作，对于普遍电压的偏低，利用上 一级的分头来解决，即希望利用最少的设备动作 保证合格。 酵 遁 赘 懂 噎 况 恒 僵 堰 椽 鸿 半 垢 沦 呈 把 愚 席 伊 蚕 吁 锈 兆 薯 态 橇 绵 雷 履 厘 姓 睬 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date19North China Electric Power University 区域无功电压控制系统结构 数据采集环节 滤波环节决策环节 规则库 方案执行环节 安全监视环节 区域无功电压控制系统结构示意图 打 摆 圆 剐 荣 该 战 肄 禽 欲 亦 钡 沟 宋 湛 死 亚 铅 痞 匝 莹 汪 娄 砂 溺 动 湿 粕 央 踞 苗 苹 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 电 力 系 统 调 度 自 动 化 E M S 无 功 电 压 控 制 Date20North China Electric Power University