智慧電網中的電壓/無功功率控制

在智慧電網中，電壓穩定性和無功功率控制是兩個相關的且重要的概念。電壓和無功功率控制對於提高配電系統的效率和可靠性至關重要。本章我們將學習電壓和無功功率控制。

在智慧電網中整合電壓/無功功率控制帶來了諸多益處，例如電壓穩定性、減少輸電線路損耗、提高電力質量、無縫整合可再生能源以及更多。

什麼是電壓/無功功率控制？

電壓/無功功率控制 (VVC) 是現代電力系統和智慧電網中的一個重要技術概念。從基礎知識我們知道，電壓是迫使電流流動的兩點間的電勢差，而無功功率 (VAR) 是電力的一個組成部分，它在電源和負載之間振盪，負責在發電機、變壓器、感應電機等電力裝置中建立磁場。

在電力系統中，存在不同型別的負載裝置，其中包含無功功率元件，例如電感器和電容器。這些負載裝置透過消耗大量的電流給電網帶來額外的壓力。這種大電流可能導致過電壓或欠電壓，從而導致變壓器、導線等系統裝置過熱和損壞。

因此，控制系統的無功功率流量和電壓非常重要，以防止發生此類不良情況。為此，一項技術用於管理電力系統中的電壓水平和無功功率流量，這被稱為電壓/無功功率控制 (VVC)。

電壓/無功功率控制的重要性

在智慧電網中，電壓穩定性和受控的無功功率流量是兩個重要方面。因此，電壓/無功功率控制至關重要，原因如下：

• VVC能夠將電壓水平維持在可接受的限值內。這確保了裝置的最佳化和可靠執行。
• VVC使電壓水平在指定範圍內幾乎保持恆定。這提高了電力質量。
• VVC控制透過配電網路的無功功率流量並減少系統電流。這減少了網路本身的能量損耗。
• 透過電壓和無功功率控制，VVC還可以輕鬆地將具有間歇性和可變輸出的可再生能源整合到電網中。

電壓/無功功率控制的主要組成部分

智慧電網中使用的電壓/無功功率控制包含多個元件。這裡解釋了智慧電網VVC的一些關鍵元件：

電壓調節器

它是一種用於調節配電網路中的電壓以將其保持在指定限值內的裝置。

電容器組

它是由多個靜態電容器連線在一起的裝置。電容器組用於提供無功功率以補償無功功率需求，提高功率因數並減少能量損耗。

高階計量基礎設施 (AMI)

它是一個由智慧元件（例如感測器、智慧電錶和智慧電子裝置）組成的系統，旨在提供配電網路中電壓水平和無功功率流量的即時監控。它有助於公用事業公司更精確地執行電壓和無功功率控制。

智慧逆變器

智慧逆變器也是電壓/無功功率控制的一部分。它們用於電網和可再生能源系統之間，並控制它們之間的電壓水平和無功功率流量。

調壓器 (LTC)

它是一種用於電力變壓器的裝置。它提供調節變壓器電壓比以控制和維持輸出電壓在所需限值內的功能。

電壓/無功功率控制方法

在智慧電網中，有幾種方法用於在系統中提供有效的電壓和無功功率控制。以下是三種最常用的電壓/無功功率控制方法：

• 集中控制 - 在這種方法中，採用中央控制系統來收集來自電網中各個點的資料。利用這些資料，控制系統管理整個電網的電壓水平和無功功率流量。
• 分散控制 - 在這種電壓/無功功率控制方法中，在電網的不同部分提供獨立的本地控制器。這些控制器根據各個部分的需求管理電網特定部分的電壓水平和無功功率流量。
• 協調控制 - 在這種方法中，將集中控制和分散控制的特點結合起來，以實現電網中更好的最佳化電壓和無功功率控制。

電壓/無功功率控制的優勢

在智慧電網中實施電壓/無功功率控制提供了以下主要優勢：

• 它透過將電壓水平維持在所需限值內來提高配電系統的可靠性。
• VVC控制配電網路中的無功功率流量並降低電流水平。因此，它降低了所需導體的成本。
• VVC減少了配電網路中的能量損耗，從而提高了效率。
• 透過減少能量損耗，VVC還降低了配電網路的執行和維護成本。
• VVC穩定電壓水平並減少波動。因此，它也提高了電力質量。

結論

電壓/無功功率控制 (VVC) 是智慧電網系統的一個重要組成部分，因為它可以控制配電網路中的電壓水平和無功功率流量。控制電力系統中的電壓水平和無功功率對於電網的有效和可靠執行以及維持電力質量至關重要。

在智慧電網中實施電壓和無功功率控制提供了許多優勢，例如提高效率、減少能量損耗、降低成本以及將可再生能源整合到電網中。