岳超 李鑫 李洛

摘要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了分布式發(fā)電的協(xié)調(diào)控制與管理技術(shù)，其為主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)提供了技術(shù)支持，從而將主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓協(xié)調(diào)控制變成了可能。鑒于此，本文將首先對(duì)分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)電壓及其控制的影響進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，然后以此為基礎(chǔ)對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)電壓協(xié)調(diào)控制體系和策略進(jìn)行討論和分析，以期為日后相關(guān)單位強(qiáng)化對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)電壓的協(xié)調(diào)控制水平，提高配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量提供一些建議和理論參考。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)配電網(wǎng);主動(dòng)電壓;協(xié)調(diào)控制;影響;策略

引言

現(xiàn)階段，無(wú)功電壓控制技術(shù)在高壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，并且取得了比較可觀的效果。與之相比，無(wú)功電壓控制技術(shù)在中壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用卻比較滯后，這與中壓配電網(wǎng)分布廣泛，投資成本較高有著直接聯(lián)系。然而，主動(dòng)配電網(wǎng)給中壓配電網(wǎng)的無(wú)功電壓協(xié)調(diào)控制帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。接入分布式發(fā)電以后，主動(dòng)配電網(wǎng)需要安裝測(cè)控裝置，從而提高了中壓配電網(wǎng)中的可觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，為其無(wú)功電壓協(xié)調(diào)控制帶來(lái)了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。除此以外，分布式發(fā)電豐富了控制手段，從而實(shí)現(xiàn)了電壓和無(wú)功的協(xié)調(diào)優(yōu)化。

一、分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)電壓及其控制的影響

由于分布式發(fā)電會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電壓產(chǎn)生一定的影響，因此現(xiàn)階段仍無(wú)法大規(guī)模的接入配電網(wǎng)。對(duì)于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)而言，其潮流在從配電網(wǎng)流向用戶的過(guò)程中，會(huì)使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓值沿饋線降低，變電站的主變分接頭位置調(diào)節(jié)、饋線電壓調(diào)節(jié)以及電容器組的投切控制等站內(nèi)電壓控制都是根據(jù)這種設(shè)定進(jìn)行的。當(dāng)分布式發(fā)電大規(guī)模的接入到配電網(wǎng)以后，網(wǎng)絡(luò)潮流就會(huì)變得不確定，其電壓也不再是單調(diào)的，所以傳統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)方式已經(jīng)無(wú)法發(fā)揮作用^[1]。經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)查，發(fā)現(xiàn)分布式電壓對(duì)于配電網(wǎng)電壓的影響主要有以下三個(gè)方面。

（一）分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)電壓水平的影響

當(dāng)分布式發(fā)電向饋線注入有功或者是無(wú)功功率時(shí)，必然會(huì)影響節(jié)點(diǎn)電壓的變化。也就是說(shuō)，接入分布式發(fā)電以后，節(jié)點(diǎn)的電壓水平有可能被抬升，也有可能被降低，這一方面與分布式發(fā)電的類型有關(guān)，另一方面也與分布式發(fā)電的控制模式有關(guān)，并且海域饋線參數(shù)和負(fù)荷的大小等有密切的聯(lián)系。

（二）分布式發(fā)電對(duì)于變電站電壓控制的影響

大規(guī)模的分布式發(fā)電，尤其是以逆變器為基礎(chǔ)的光伏發(fā)電，一般只會(huì)發(fā)出有功功率的分布式發(fā)電。在這些分布式發(fā)電單元接入饋線之后，能夠直接使變電站的主變低壓側(cè)檢測(cè)到有功功率以及功率因數(shù)發(fā)生的變化，因此，極有可能使得變電站的電壓控制裝置出現(xiàn)誤動(dòng)。

（三）分布式發(fā)電對(duì)饋線電壓控制的影響

饋線電壓調(diào)節(jié)裝置是保證饋線負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓處于正常范圍之內(nèi)的重要調(diào)節(jié)手段，其可以根據(jù)饋線電壓最低點(diǎn)和安裝點(diǎn)的電壓值來(lái)調(diào)節(jié)分接頭檔位，從而保證饋線電壓調(diào)節(jié)裝置安裝點(diǎn)下游的節(jié)點(diǎn)電壓不超出正常范圍。然而，當(dāng)接入分布式發(fā)電以后，饋線最低點(diǎn)的電壓就會(huì)受到影響，因此很有可能使得饋線電壓調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)。

二、主動(dòng)配電網(wǎng)電壓協(xié)調(diào)控制

當(dāng)不同種類的分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)以后，原有的饋線電壓水平和電壓調(diào)節(jié)控制便會(huì)受到本質(zhì)的影響。因此，主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓協(xié)調(diào)控制應(yīng)當(dāng)充分考慮這些變化，并且不斷協(xié)調(diào)分布式發(fā)發(fā)電和有功與無(wú)功控制設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)對(duì)于饋線電壓的協(xié)調(diào)控制。

（一）控制結(jié)構(gòu)

主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓協(xié)調(diào)控制區(qū)域是變電站母線下的所有10V饋線中壓配電網(wǎng)絡(luò)，其主要包括饋線電壓協(xié)調(diào)控制器以及變電站電壓協(xié)調(diào)控制器及其交互兩大部分。饋線電壓協(xié)調(diào)控制器主要是通過(guò)控制饋線上的SVR、分布式發(fā)電的無(wú)功功率、以及SVC等來(lái)對(duì)單一饋線進(jìn)行電壓協(xié)調(diào)控制。變電站電壓協(xié)調(diào)控制器一方面要對(duì)電容器組實(shí)現(xiàn)投切控制，另一方面還要和饋線電壓協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行交互，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)主變分接頭的調(diào)節(jié)，并保證所有低壓母線的電壓水平。

（二）饋線電壓協(xié)調(diào)控制

要實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線電壓的協(xié)調(diào)控制首先應(yīng)當(dāng)對(duì)其電壓水平進(jìn)行估算，也就是估算其最大值和最小值。由于無(wú)法在所有的節(jié)點(diǎn)上安裝測(cè)量單元，因此很難實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)最大電壓值和最小電壓值，不過(guò)安裝的饋線自動(dòng)化終端FTU以及分布式發(fā)電接入點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電壓的采集。饋線的電壓最大值一般位于接入點(diǎn)或者是饋線首段，可以表示為U_f，max=max（U_i，U₀），i∈S_DG，其中U_i為接入點(diǎn)電壓值，U₀為饋線首段電壓值，S_DG為分布式電源接入點(diǎn)集合。饋線的最小電壓一般以分段開(kāi)關(guān)作為邊界，通過(guò)對(duì)每個(gè)區(qū)域的最小值進(jìn)行估算，最終選出實(shí)際的最小電壓值，其可以表示為U_{dp，min}=（U₁+U₂）{1/2-[（P₁-P₂）R+（Q₁+Q₂）X]/（8U₁U₂）}，其中R和X分別為雙端域線路總阻值和電抗值，U₁為首段電壓，U₂為末端電壓，P₁和P₂分別為首段和末端的有功功率，Q₁和Q₂分別為首段和末端的無(wú)功功率^[2]。

（三）變電站電壓協(xié)調(diào)控制

變電站電壓協(xié)調(diào)控制的目的是調(diào)節(jié)饋線的電壓水平，一般是通過(guò)調(diào)節(jié)主變分接頭的檔位來(lái)實(shí)現(xiàn)。在變電站電壓協(xié)調(diào)控制器和饋線電壓協(xié)調(diào)控制器交互獲得最大和最小電壓估計(jì)值以后，便能夠根據(jù)邏輯控制來(lái)調(diào)節(jié)多饋線電壓水平，其中最大電壓估計(jì)值為U_b，max，最小電壓估計(jì)值為U_b，min。①若U_b，max≤U_max，U_b，min≥U_min，表示饋線電壓水平正常，不需要進(jìn)行調(diào)節(jié);②若U_b，max>U_max，U_b，minmin，表示存在電壓越上限和電壓越上限的饋線，無(wú)法調(diào)節(jié)，不需要協(xié)調(diào);③若U_b，max>U_max，U_b，min>U_min，表示存在電壓越上限的饋線，需要根據(jù)△T=ceil[（U_b，max-U_max）/△U_T]調(diào)節(jié)變壓器分接頭檔位;④若U_b，maxmax，U_b，minmin，表示存在電壓越下限的饋線，需要根據(jù)△T=ceil[（U_min-U_b，min）/△U_T]調(diào)節(jié)變壓器分接頭檔位^[3]。

三、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)分布式發(fā)電對(duì)于配電網(wǎng)電壓及其控制的影響進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，然后提出了一些主動(dòng)配電網(wǎng)電壓的協(xié)調(diào)控制策略。然而要進(jìn)一步提升配電網(wǎng)電壓協(xié)調(diào)控制效果依然并非易事，相關(guān)單位和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在工作實(shí)踐中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，積累經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取不斷優(yōu)化主動(dòng)配電網(wǎng)電壓控制措施，從而保證配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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（作者單位：中國(guó)電建集團(tuán)青海省電力設(shè)計(jì)院有限公司）