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1、探析智能配电网无功优化应用探究 摘要:无功优化是降低网损、提高电压质量的重要措施,分析了分散调压和无功优化的差异,构建了一种智能配电网无功优化系统,将潮流计算与灵敏度分析相结合,形成无功优化最优控制策略,实现全网压无功优化,同时,对无功补偿设备进行实时监控。关键词:无功优化;潮流计算;配电网中图分类号：TM7文献标识码：A0引言社会的现代化进程日益扩大,对电能的需求飞速膨胀,电网结构也日趋复杂。社会的发展对电力企业提出了更高的要求,一方面要保证电网本身的安全性和可靠性,并尽可能地降低无功损耗,提高电网运行
2、经济性;另一方面,要满足用户对电能高质量的要求。这种矛盾的存在必然要求引入新的技术以改善电能质量,提高电网本身的智能化水平。电力系统无功优化是保证系统安全性、稳定性、经济性、降低网络有功损耗、提高电压质量的重要措施。但这些措施的实施,又反过来对电网的稳定和经济运行产生影响,两者相互作用,共存于电网这个高度复杂、关乎国计民生的重大网络之中。因此,必须在电能质量和电网经济运行之间寻找平衡点,有效的方法是对电网的电压和无功进行优化控制。61无功优化的现状中国目前大多数地区电网采用分散调整的方式实施无功电压控制,即
3、在各变电站内利用本身所具有的无功资源实施对变电站电压无功控制。比较常用的方法是根据系统当前的运行状态在九区图上所处的位置来决定相应的控制方案,调节变压器的分接头挡位或者投切电容器,从而保证一定的电压合格率和功率因数。这种方法相对简单,但是难以完全实现全范围的无功电压最优控制。就单个站而言,提高了电压合格率和电容器利用率,但是在二级有载调压电网会出现电压频繁调整,容易造成电压调节不合理现象。随着城市配网的不断扩大,越来越多的电网中的有载调压分接开关和电容器补偿装置投入使用。为了充分发挥此类设备的作用,必须从当
4、前的人工调节方式转变为利用专家决策系统进行自动调节的方式。2传统无功补偿方法存在的问题无功补偿其目前的补偿方法存在的问题如下。2.1变电站无功补偿容量问题无功补偿容量配置不合理,大多数变电站补偿电容分组投切,不能根据负荷变化需要做到就地平衡,高负荷时功率因数太低,低负荷时又出现补偿。2.2存在无功向配电网倒送现象6无功倒送会增加电网损耗,加重配电线路负担,尤其是采用固定电容器补偿方式的用户,可能在负荷低谷时造成无功倒送。如果一个城市10kV及以下配电网长期以来无功补偿不足,由此造成的电网线损严重。2.3无功
5、补偿监测不力无功补偿都是通过置于现场的无功补偿装置进行,现场装置的工作情况不能及时报送监控中心,导致管理人员对无功补偿装置性能监测滞后,不仅容易引起事故,同时系统不能根据现场情况自动调节补偿装置的投切容量,以达到更好的补偿效果。3无功优化新思路的提出随着电力调度自动化程度的不断提高,通道可靠性的增强以及变电站设备遥控功能的不断成熟完善,建立基于调度自动化SCADA(监控与数据采集)系统的全局无功电压优化集中控制系统己经成为可能。这里提出的研究思路是将潮流计算与灵敏度分析相结合,实现配电网电压无功优化运行与调
6、节设备动作次数的最佳组合,从而提高系统电压稳定性,降低网损和可靠减少设备动作次数,同时,系统对无功补偿设备的分布情况、工作情况、投切状态等进行实时展示和评估。4配电网无功优化系统设计4.1实现原理配电网无功优化系统通6过SCADA系统或独立的无功补偿装置监控系统采集全网各节点运行电压、无功功率、有功功率等在线数据,并依据全网历史资料,以配电网区域电能损耗最少、设备动作次数最少为约束条件,运行优化算法,形成相应控制策略,对有载调压变压器分接开关、无功补偿设备投切进行控制。系统控制指令借助调度自动化系统的四遥功
7、能,通过调度控制中心自动执行,或通过独立的无功补偿装置监控系统下达和执行控制策略,从而实现地区电网电压无功优化运行。4.2系统结构4.2.1无功补偿装置监控子系统无功补偿装置监控子系统基本体系结构如图1所示,包括通讯控制、数据处理、数据库和数据分析等功能模块,负责采集无功补偿装置所在工作点的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等多种电气参数的测量,并获取无功补偿装置自身的工作情况,包括动作次数、当前电容器的投切组数、设备温度、工作电压、电流等。另一方面,系统根据数据分析模块下达的控制指令完成现场电
8、容器组的投切,真正实现区域配电网的无功优化。同时,系统设置报表分析、故障报警等功能,进一步扩展系统功能。图1无功补偿装置监控子系统体系结构图4.2.2无功优化智能分析软件子系统6无功优化智能分析软件如图2所示,该软件系统首先从SCADA系统或独立的无功补偿装置监测子系统获取数据,包括:馈线的电网结构与配电变压器的基础参数、馈线出口及配电变压器日有功与无功负荷曲线数据、馈线所带配电变压器低压无功补偿装置的补偿容量、
