（内蒙古电力科学研究院 内蒙古呼和浩特 010020）
摘要：电力系统中的所有设备，都是在一定的电压和频率下工作的。如果电压偏移过大，不仅会影响工农业生产产品的质量和产量，造成设备损坏，而且还可能引起系统性的电压崩溃，发生大面积停电事故，造成严重后果。因此，本文对电力系统电压和无功功率调节控制进行分析，以高电压质量。
关键词：电力系统；电压；无功功率
一、电力系统的电压调控
在各种电压控制措施中，首先考虑发电机调压，但这是发电厂主要的调压手段；而对变配电站来说主要的调压手段是调节变压器分接头档位和无功补偿容量的投、退。如果系统的无功功率较充裕，采用各种类型有载调压变压器调压显得灵活而有效。但对无功功率电源不足的系统，首先应增加无功功率电源，以采用并联电容器、调相机或静止补偿器为宜。
有载调压变压器可改变变压器变比，起到调压和降低损耗的目的；但调压本身并不产生无功功率，而系统消耗的无功功率却与电压水平有关，所以在系统无功功率不足的情况下，不能用调压的方法来提高系统的电压水平，必须利用补偿电容器进行调压。因此，为保证电压的质量，使电力系统能安全可靠运行，必须把调压和无功补偿相结合，进行合理调控，才能起到既改善电压水平，又降低网损的效果。
二、无功补偿
2.1无功补偿的原理
如果将电力系统产生的功率视为:总功率有功功率+无功功率，那么从以上原理中可以看到，无功功率是帮助有功功率产生的重要能量。然而在电力系统中如果串联上具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷装置，那么电力系统需要的感性负荷将会减少，此时它能减少无功功率同样能维护电力系统的运转，此时无功功率就能变为有功功率产生能量。无功补偿能在保持电力系统功能运转不变的前提下减少无功功率的消耗。在电力系统中，无功补偿的原理能起到重要的做用:它能将更多的无功功率转为有功功率，使电力系统运转时需要的成本降低;如果采用无功补偿，它能无形中加大有功功率的作用，因此它在降低电容的情形下保持电力系统设备的功率，降低电力系统的使用成本;如果电力系统可以降低电容设计，那么就可以降低电力系统使用时的线损。因此电力系统中要尽量使用无功补偿的方式，避免电力系统不需要的功率消耗。
2.2无功补偿的形式
在电力系统中，为了尽量减少无功消耗，因此无功补偿的原理常常被电力系统使用。通常它以以下的方式实现:
变电站补偿方式，它是指将无功补偿的原理超接接在变电站的母线上，让变电站运行时就能得到无功补偿，该种方式设计简单、使用容易、便于维护，然而在部份场合它不能起到应用的作用。配电线路补偿方式，它是指在配电线路上应用无功补偿的原理，该种方式虽然也设计容易、便于使用，然而它能起到的效果与电网中通过的负荷有关，如果供电系统负荷极重，且电力系统长期三相不平衡，那么它也无法起到无功补偿的作用。随机补偿的形式，它也指就地补偿的形式，它是在发动机上应用无功补偿的原理，一旦电动机开始应用，它就能完成无功补偿的效果，该种方式应用起来效率好、便于安装、变于维护，适用性极强。随器补偿的形式，它是安装在电压器量侧，随变压器一起运行，为变压器提供无功补偿，然而电力系统中常常要使用各种变压器，如果每台变压器都安装无功补偿设备，则不够经济。跟踪补偿的形式，它是指随着设备设计的无功补偿形式，然而用户使用的电力设备比较多、运行的环境也较复杂.如果每台设备都专门设计无功补偿形式，则要增加生产的成本。
从电力系统中使用的无功补偿方式可以看到，它用三种形式作无功补偿:集中补偿，它是指在配电网上直接作无功补偿设计;分组补偿，它是指根据电压、电容等设备设计的无功补偿;单机补偿，这是指如果某种设备如果使用无功补偿可以提高效益，那么可以在该台设备上应用无功补偿原理进行设计。无功补偿的原理虽然能降低成本，然而在实际使用该种原理时，要根据电力系统的实际情况采用合适的情况进行无功补偿的设计和使用。电力系统并不是任何设备、随时随地都需要使用无功补偿设备，如果使用不当，将有可能只是无谓的浪费成本。
2.3无功补偿设备
通常集中补偿形式与分组补偿形式都要根据具体的情况决定能否使用无功补偿，那么单机补偿的方式则比较灵活，电力系统根据实际情况使用单机补偿的形式也能降低成本。然而使用怎样的设备则需要仔细选择。
目前无功补偿设备主要分为以下几种:
（1）同步调相机
它的使用原理是在没有励磁状态的情形下为电力系统提供感性负载，让设备具有无功补偿的功能。它提供无功补偿功能时必须是在转动的情形下，它的噪音大、使用造成的损耗大、不便于维护，目前普遍不再使用该种设备。
（2）开关投切固定电容
该种方式虽然有一定的无功补偿作用，然而它不便于手动操作，如果出现过度补偿或者补偿不够，也无法对它进行操控。该种方式虽然使用方便、使用成本小、然而无法对它自由操控却是它的极大欠缺。
（3）净止无功补偿
该种设备是将电容和电感合在一起，通过单片机控制进行无功补偿。这种方式补偿精准、响应速度快、使用危险性小、不需要人工操作。它目前被广泛使用在配电网上。通过静止无功补偿设备使用，它能极大的减力配电网运行的成本。
（4）静止无功发生器
它又称为高压动态无功补偿发生器，该种设备是使用电力半导体桥式变流器来动态的完成无功补偿方式，它打破传统的静态补偿原理，能用更科学的方式完成补偿功能。该种设备目前技术尚未完全成熟，然而它的原理已经给无功补偿装置提供新的方向，经过不断的调试，它将会应用在交流输电系统与定制电力系统中，使电力系统的运行更具效率。
三、电压波动和电压管理
3.1限制电压波动措施
电力系统中电压调整主要针对两大类负荷，第一类是对周期长、波及面大，主要由生产、生活和气象变化引起的负荷和电压变动；第二类是冲击性或间歇性负荷引起的电压波动。第二类影响范围虽不如第一类大，但对系统电压的不良影响也不容忽视，如：电弧炉负荷变动的频率最易形成不良后果。
限制这类负荷变动引起电压波动的措施很多，常见的有：
(1)由大容量变电站以专用母线或线路单独向这类负荷供电。
(2)在发生电压波动的地点和电源之间设置串联电容器。串联电容器的作用是抵偿线路等的感抗，从而限制电压波动的幅度
(3)在这类负荷附近设置调相机，并在其供电线路上串联电抗器。调相机的作用是供给波动负荷以波动的无功功率，而电抗器起维持公共母线电压的作用。
(4)在这类负荷的供电线路上设置静止补偿器，随端电压下降，其电流将自动地由感性转变为容性，从而输电线路中的电压降落将因此而减少，一般负荷的供电电压将因此而维持恒定。
3.2电压管理
电力系统电压管理可通过监视、调整电压中枢点的电压而实现。电压中枢点是指某些可反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站母线。调整电压方式分三种：一是逆调压，在高峰负荷时升高电压至105%UN、低谷负荷时降低电压为UN。对供电线路较长、负荷变动较大的中枢点往往要采用这种调压方式。二是顺调压，高峰负荷时允许中枢点电压略低，允许不低于102.5%UN；低谷负荷时允许中枢点电压略高，允许不高于107.5%UN。对供电线路不长、负荷变动不大的中枢点，允许采用顺调压方式。三是上述两种情况之间中枢点，可采用常调压，即在任何负荷情况下都保持中枢点电压不变，如：(102%～105%)UN。
结语
电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。但频率的调整，主要依靠发电厂调整发电机的转速来实现，所以对电网来说，提高电能质量主要是提高电压质量。
参考文献
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