无功与电压控制的意义

随着电力工业的高速发展,电网中大型用电设备的不断增加,电能的质量越来越受到社会各界的关注。在现代电力系统中电压和无功两个因素紧密相连,如何控制电压的稳定和调节功率因数是各级变电站、变电所应承担的重要任务,合理解决这一技术难题对提高电力系统全电网运行质量有着积极意义。

首先,电压质量是衡量一个国家电能质量的重要指标。当系统的无功功率输出不足时,将会造成降低电网中的电压,导致用户的用电装置将无法正常运行甚至损坏,严重威胁用户的人身财产安全;当系统无功功率运行过剩时,就会造成电网中电压升压,易造成电压击穿,提高了电网和用户的用电装置的绝缘性能要求,不仅造成资源浪费,还可能对电网安全造成威胁;同时,过高水平的电压负荷还会使电动机、有载调压变压器等装置的铁心饱和、造成装置损耗增大、自然寿命大幅缩短,电力系统正常运行的经济成本增大,给人们的生产生活造成诸多不便之处。

其次,为了确保电力系统安全地、稳定地运行,我们需要电力系统能够自动地、准确地调节系统无功平衡和电压稳定。功率因数是影响用户用电装置工作状态的关键因素:如果功率因数无法准确而及时进行调节,一旦偏移过大,将造成电力系统中电压失稳,有可能引发“电压崩淸”现象,造成电力系统大部分功能瘫痪,从而引起电网大面积停电,而在这一问题上,我国乃至国际上均已有真实的惨痛教训,其带来的巨大经济损失和社会危害至今影响深远。

变电站作为电力系统的桥梁纽带,如何将电网和用户有机地连接构成一个整体,实现维持电压的稳定,降低电网的损耗的是我们的研制重点。传统时期,变电站调节系统无功和系统电压通常是由工作人员人工手动控制来实现的,但随着时代的发展,人文关怀思想的不断深化,电压和无功人工调节的问题日益突显其缺陷和弊端。为保障工人人身健康和安全,保证电力系统快速响应,变电站的自动控制模式改革已然势在必行。而且,考虑到用电负荷的运行安全和稳定,变电站应用在并联电容器组上的投切次数通常不多,这也造成其无功补偿技术无法实现相应的经济利益。

因此,自动控制方式是变电站电压和无功的主要研究方向,是保障国家电网稳定运行,确保电力系统经济利益,实现变电站无人值守功能的关键所在,如何设计一个更为先进、更加智能的控制装置来进行电网优化是主要研究方向。