配網無功電壓實時優化集中控制策略研究

謝偉倫,薛峰,李世亨,祖凱濤,陳翠萍

廣東電網責任有限公司東莞供電局

配網無功電壓實時優化集中控制策略研究

謝偉倫,薛峰,李世亨,祖凱濤,陳翠萍

廣東電網責任有限公司東莞供電局

電網運行的安全、經濟、穩定是電力企業研究的重點內容，電壓質量的穩定對于用電設備的質量穩定有著重要的作用，電力系統實現無功電壓集中化控制是目前的研究熱點，實現無功電壓的優化控制，是保障電網運行水平穩定安全的前提。本文從無功電壓的控制現狀進行分析，探討集中控制技術方案，并對無功電壓的優化集中控制策略進行優化。

無功電壓；集中控制；優化策略

隨著現代化工農業的發展，人們生活水平和質量的不斷提高，對電力行業的電力質量要求也就越來越高。電力企業在供電中，電壓忽高忽低，甚至偏離正常值范圍都會直接影響用電設備的質量；輸電和配電過程中無功電壓的不平衡，就會導致輸電線路中變壓器節點網絡的運行出現大量電能損失，因此，保證電網運行的正常并實現終端用戶用電需求，就需要維持無功電壓的功率平衡。

一、配網無功電壓控制現狀

近年來，電網有關科研人員不斷重視無功電壓的控制的自動化技術，并對電力系統的電壓無功優化予以高度評價，通過控制變量的調節和改變，在電壓幅值和相角等狀態變量控制中，根據系統功率守恒原則，實現電網網損最小，保障電能質量要求和安全指標，這就是電壓無功優化的主題思想，被認為是最優潮流。

在國內外的電網企業研究中，無功電壓優化控制技術已經從理論探索轉為具體實踐，并且取得了一定的成效。我國在無功電壓優化控制上也逐漸展開了研究，有些地區已經有展開了無功電壓優化的控制建設，如華北電網、東北電網等，大部分電網的無功電壓控制采用的方式主要是分散調整，利用系統狀態進行分析和計算，直接在變電站進行無功電壓的控制。而在變電站實施無功電壓控制的過程中，例如會出現變壓器并列調壓、無功倒送、分接頭和電容器動作次數過于頻繁缺乏協調、控制目標沒有以無功為目標等，而且變電站電壓控制難以保證全網的優化控制，對于自動化控制也較難實現，不利于最佳控制方案的確定。

二、配網無功電壓集中控制的技術方案

隨著配網SCADA系統的逐漸完善和技術成熟，在進行遠距離的數據、信息管控中具有更高的準確性和可靠性，并可以在線實現狀態評估和負荷預測等，也為該系統在電壓無功優化控制系統中的應用奠定了基礎。下面就本市電網進行無功電壓實時集中控制的技術方案進行分析。

（一）信息數據采集

無功優化的快速計算在“內存數據庫技術”的支持下成為可能，信息數據采集之后的存儲不在硬盤，而以內存互交形式存在，這樣可以有效保證硬盤的使用期限。針對不同的數據信息類型，采用不同的傳輸協議，采用“多線程技術”保證實時監測的效果。

（二）信息數據處理

首先，將SCADA數據庫讀取，保證各節點數據能有效并完整的錄入集中控制系統，與此同時，要設置每個數據的上下限值，用以判斷數據的合理性，防止不合理數據也具有有效性；其次，數據的積累需要較長的時間，數據庫要保證資源的共享；最后，數據處理系統利用已有的數據描述電網現狀，對單一的運行狀態進行遠距離控制標注，以便檢修。

（三）人機界面

主要是實現遙控以及遙調操作，交互狀態下對數據或者圖像進行處理。

（四）實時數據庫

數據庫應該能夠容納一切有關的實時數據統計記錄，而且不受限制，無論是采集過程還是人機界面上的數據操作，并且保證備份數據實時有效。

（五）系統網絡結構及其拓撲

在實時控制中，要充分考慮系統網絡結構的拓撲，SCADA系統進行數據采集和優化計算后，將各類控制指令傳達至工作站TOP3000，如變壓器分接開關調節指令、控制信息指令等，最后經由SCADA系統將各工作站的控制指令進行輸出執行，完成一個信息單元，如此循環往復。

三、配網無功電壓實時優化集中控制策略

拓撲結構是實現無功電壓優化技術的重要部分，只有實現拓撲結構的完善，才能實現最優潮流技術的應用，才能將電網系統的無功電壓控制在最小誤差范圍內，才能提高在線運行控制技術。在配網無功電壓實時集中控制的優化策略上，要從以下幾個方面進行：

第一，網絡傳輸通道。為了保障計算機與網絡數據傳輸的安全，保證系統硬盤的使用時限，防止過早損壞，就要充分利用“內存數據庫技術”實現數據存取。為保證計算機系統運行穩定，在進行實時監測和控制時要結合實際需要來增減定時器的數量，就要加強“多線程技術”的使用，保證在多個數據和信息的傳輸中網絡傳輸通道的暢通，保證信息和數據之間不會發生干擾，能夠滿足各種不同傳輸協議下的數據類型，保證多項指令能在無功優化系統下同時完成。另外，還要加強傳輸數據的“回?！保ＷC發出的數據和接收的數據的傳輸準確無誤。

第二，現場技術設備。在無功電壓實時優化集中控制中，技術設備主要是指變壓器，變壓器的質量維護和管理需要進行實時更新，保證變壓器能靈活使用及其變壓過程中的可靠性，對于數據信息的傳輸必須準確、完整。在變壓器器系統的操作設置中，需要同時兼備自動化和手動化可調整設計，使其操作控制更加全面。

第三，SCADA系統調度。SCADA系統的作用機制要進行全面掌握，保證其數據傳輸和安全控制性能能充分發揮，保證“接口軟件”性能穩定，便于無功系統優化，通過調度SCADA系統的數據傳輸信息，實現多項指令的同時執行，使系統實現更加全面的實時控制。

第四，優化無功電壓運行管理。在SCADA系統的建立和使用上，各網店、站點以及廠點要進行統一規劃管理，保證配網無功電壓實時優化集中控制系統具有可調節性和可控性，并制定無功電壓綜合控制相關的管理規則和制度，規范無功優化控制技術。在控制權限上要進行級別劃分控制，保證用戶應有權限，另外，手動控制操作要在優化系統暫停后進行。

結束語

隨著人們對電力系統認知和需求的加深，電能質量受到廣泛關注，為了給用戶提供更加穩定和高質量的電力，防止不穩定的高電壓、低電壓導致變電設備的輸送能力降低以及電能功率損失，實現電壓的無功優化，保證電網無功功率正常運行，避免無功功率在傳輸線路中壓降增大、電能質量降低等不良影響，就壓保證無功功率在電網中合理分配，并實現電能質量的優化。因此，實現配網無功電壓的實時優化集中控制對我國電網發展建設具有重要的指導性意義。

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