謝偉倫,薛峰,李世亨,祖凱濤,陳翠萍

廣東電網(wǎng)責(zé)任有限公司東莞供電局

配網(wǎng)無功電壓實(shí)時(shí)優(yōu)化集中控制策略研究

謝偉倫,薛峰,李世亨,祖凱濤,陳翠萍

廣東電網(wǎng)責(zé)任有限公司東莞供電局

電網(wǎng)運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定是電力企業(yè)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，電壓質(zhì)量的穩(wěn)定對于用電設(shè)備的質(zhì)量穩(wěn)定有著重要的作用，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無功電壓集中化控制是目前的研究熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無功電壓的優(yōu)化控制，是保障電網(wǎng)運(yùn)行水平穩(wěn)定安全的前提。本文從無功電壓的控制現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討集中控制技術(shù)方案，并對無功電壓的優(yōu)化集中控制策略進(jìn)行優(yōu)化。

無功電壓；集中控制；優(yōu)化策略

隨著現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人們生活水平和質(zhì)量的不斷提高，對電力行業(yè)的電力質(zhì)量要求也就越來越高。電力企業(yè)在供電中，電壓忽高忽低，甚至偏離正常值范圍都會(huì)直接影響用電設(shè)備的質(zhì)量；輸電和配電過程中無功電壓的不平衡，就會(huì)導(dǎo)致輸電線路中變壓器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行出現(xiàn)大量電能損失，因此，保證電網(wǎng)運(yùn)行的正常并實(shí)現(xiàn)終端用戶用電需求，就需要維持無功電壓的功率平衡。

一、配網(wǎng)無功電壓控制現(xiàn)狀

近年來，電網(wǎng)有關(guān)科研人員不斷重視無功電壓的控制的自動(dòng)化技術(shù)，并對電力系統(tǒng)的電壓無功優(yōu)化予以高度評價(jià)，通過控制變量的調(diào)節(jié)和改變，在電壓幅值和相角等狀態(tài)變量控制中，根據(jù)系統(tǒng)功率守恒原則，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)網(wǎng)損最小，保障電能質(zhì)量要求和安全指標(biāo)，這就是電壓無功優(yōu)化的主題思想，被認(rèn)為是最優(yōu)潮流。

在國內(nèi)外的電網(wǎng)企業(yè)研究中，無功電壓優(yōu)化控制技術(shù)已經(jīng)從理論探索轉(zhuǎn)為具體實(shí)踐，并且取得了一定的成效。我國在無功電壓優(yōu)化控制上也逐漸展開了研究，有些地區(qū)已經(jīng)有展開了無功電壓優(yōu)化的控制建設(shè)，如華北電網(wǎng)、東北電網(wǎng)等，大部分電網(wǎng)的無功電壓控制采用的方式主要是分散調(diào)整，利用系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行分析和計(jì)算，直接在變電站進(jìn)行無功電壓的控制。而在變電站實(shí)施無功電壓控制的過程中，例如會(huì)出現(xiàn)變壓器并列調(diào)壓、無功倒送、分接頭和電容器動(dòng)作次數(shù)過于頻繁缺乏協(xié)調(diào)、控制目標(biāo)沒有以無功為目標(biāo)等，而且變電站電壓控制難以保證全網(wǎng)的優(yōu)化控制，對于自動(dòng)化控制也較難實(shí)現(xiàn)，不利于最佳控制方案的確定。

二、配網(wǎng)無功電壓集中控制的技術(shù)方案

隨著配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的逐漸完善和技術(shù)成熟，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)、信息管控中具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性，并可以在線實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評估和負(fù)荷預(yù)測等，也為該系統(tǒng)在電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。下面就本市電網(wǎng)進(jìn)行無功電壓實(shí)時(shí)集中控制的技術(shù)方案進(jìn)行分析。

（一）信息數(shù)據(jù)采集

無功優(yōu)化的快速計(jì)算在“內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)”的支持下成為可能，信息數(shù)據(jù)采集之后的存儲(chǔ)不在硬盤，而以內(nèi)存互交形式存在，這樣可以有效保證硬盤的使用期限。針對不同的數(shù)據(jù)信息類型，采用不同的傳輸協(xié)議，采用“多線程技術(shù)”保證實(shí)時(shí)監(jiān)測的效果。

（二）信息數(shù)據(jù)處理

首先，將SCADA數(shù)據(jù)庫讀取，保證各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)能有效并完整的錄入集中控制系統(tǒng)，與此同時(shí)，要設(shè)置每個(gè)數(shù)據(jù)的上下限值，用以判斷數(shù)據(jù)的合理性，防止不合理數(shù)據(jù)也具有有效性；其次，數(shù)據(jù)的積累需要較長的時(shí)間，數(shù)據(jù)庫要保證資源的共享；最后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)利用已有的數(shù)據(jù)描述電網(wǎng)現(xiàn)狀，對單一的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制標(biāo)注，以便檢修。

（三）人機(jī)界面

主要是實(shí)現(xiàn)遙控以及遙調(diào)操作，交互狀態(tài)下對數(shù)據(jù)或者圖像進(jìn)行處理。

（四）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫應(yīng)該能夠容納一切有關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)記錄，而且不受限制，無論是采集過程還是人機(jī)界面上的數(shù)據(jù)操作，并且保證備份數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)有效。

（五）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其拓?fù)?/p>

在實(shí)時(shí)控制中，要充分考慮系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的拓?fù)?，SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和優(yōu)化計(jì)算后，將各類控制指令傳達(dá)至工作站TOP3000，如變壓器分接開關(guān)調(diào)節(jié)指令、控制信息指令等，最后經(jīng)由SCADA系統(tǒng)將各工作站的控制指令進(jìn)行輸出執(zhí)行，完成一個(gè)信息單元，如此循環(huán)往復(fù)。

三、配網(wǎng)無功電壓實(shí)時(shí)優(yōu)化集中控制策略

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)無功電壓優(yōu)化技術(shù)的重要部分，只有實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的完善，才能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)潮流技術(shù)的應(yīng)用，才能將電網(wǎng)系統(tǒng)的無功電壓控制在最小誤差范圍內(nèi)，才能提高在線運(yùn)行控制技術(shù)。在配網(wǎng)無功電壓實(shí)時(shí)集中控制的優(yōu)化策略上，要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

第一，網(wǎng)絡(luò)傳輸通道。為了保障計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，保證系統(tǒng)硬盤的使用時(shí)限，防止過早損壞，就要充分利用“內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取。為保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制時(shí)要結(jié)合實(shí)際需要來增減定時(shí)器的數(shù)量，就要加強(qiáng)“多線程技術(shù)”的使用，保證在多個(gè)數(shù)據(jù)和信息的傳輸中網(wǎng)絡(luò)傳輸通道的暢通，保證信息和數(shù)據(jù)之間不會(huì)發(fā)生干擾，能夠滿足各種不同傳輸協(xié)議下的數(shù)據(jù)類型，保證多項(xiàng)指令能在無功優(yōu)化系統(tǒng)下同時(shí)完成。另外，還要加強(qiáng)傳輸數(shù)據(jù)的“回?！?，保證發(fā)出的數(shù)據(jù)和接收的數(shù)據(jù)的傳輸準(zhǔn)確無誤。

第二，現(xiàn)場技術(shù)設(shè)備。在無功電壓實(shí)時(shí)優(yōu)化集中控制中，技術(shù)設(shè)備主要是指變壓器，變壓器的質(zhì)量維護(hù)和管理需要進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，保證變壓器能靈活使用及其變壓過程中的可靠性，對于數(shù)據(jù)信息的傳輸必須準(zhǔn)確、完整。在變壓器器系統(tǒng)的操作設(shè)置中，需要同時(shí)兼?zhèn)渥詣?dòng)化和手動(dòng)化可調(diào)整設(shè)計(jì)，使其操作控制更加全面。

第三，SCADA系統(tǒng)調(diào)度。SCADA系統(tǒng)的作用機(jī)制要進(jìn)行全面掌握，保證其數(shù)據(jù)傳輸和安全控制性能能充分發(fā)揮，保證“接口軟件”性能穩(wěn)定，便于無功系統(tǒng)優(yōu)化，通過調(diào)度SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸信息，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)指令的同時(shí)執(zhí)行，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更加全面的實(shí)時(shí)控制。

第四，優(yōu)化無功電壓運(yùn)行管理。在SCADA系統(tǒng)的建立和使用上，各網(wǎng)店、站點(diǎn)以及廠點(diǎn)要進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃管理，保證配網(wǎng)無功電壓實(shí)時(shí)優(yōu)化集中控制系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)性和可控性，并制定無功電壓綜合控制相關(guān)的管理規(guī)則和制度，規(guī)范無功優(yōu)化控制技術(shù)。在控制權(quán)限上要進(jìn)行級(jí)別劃分控制，保證用戶應(yīng)有權(quán)限，另外，手動(dòng)控制操作要在優(yōu)化系統(tǒng)暫停后進(jìn)行。

結(jié)束語

隨著人們對電力系統(tǒng)認(rèn)知和需求的加深，電能質(zhì)量受到廣泛關(guān)注，為了給用戶提供更加穩(wěn)定和高質(zhì)量的電力，防止不穩(wěn)定的高電壓、低電壓導(dǎo)致變電設(shè)備的輸送能力降低以及電能功率損失，實(shí)現(xiàn)電壓的無功優(yōu)化，保證電網(wǎng)無功功率正常運(yùn)行，避免無功功率在傳輸線路中壓降增大、電能質(zhì)量降低等不良影響，就壓保證無功功率在電網(wǎng)中合理分配，并實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化。因此，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)無功電壓的實(shí)時(shí)優(yōu)化集中控制對我國電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)具有重要的指導(dǎo)性意義。

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