10kV配電網無功優化自動化控制系統設計

高艷欽

江蘇元坤電氣設備有限公司

10kV配電網無功優化自動化控制系統設計

高艷欽

江蘇元坤電氣設備有限公司

10KV配電網在實際生活中有著重要作用，是人們正常用電的基礎，因此，加強對無功優化自動化控制系統的設計有著重要作用，該系統不僅能較好保障10KV電網的穩定性，而且能提高電網的整體安全性，并降低電網能耗，從而促進電網更好進行運作，保障人們的正常用電，因此進一步加強對其的研究非常有必要。基于此本文分析了10kV配電網無功優化自動化控制系統設計。

10kV配電網；無功優化；自動化控制系統；設計

1 、10kV配電網無功優化自動化控制系統的發展與簡介

隨著我國綜合國力的不斷加強，科學技術水平也得到了很大程度的提高，人們也開始對10kV配電網的無功補償技術進行了大力的研究，也取得了一定的成效。目前我國的變電站調度自動化(SCADA)系統已經得到了較為廣泛的應用，因此，通過SCADA系統提供的有限的線路運行參數以及補償電容器運行現場的電壓來自動控制電容器的投切，進行動態補償。從當前應用較為廣泛的無功優化自動化系統來看，其重要地位的是運行于調度中心上位機，發揮著補償器綜合協調遠程投切控制的重要作用。由于變電站每條饋線可能同時運行多臺補償器，這些補償器之間相互獨立，不存在信息交換，所以上位機無功優化自動化控制系統需要結合線路運行的具體狀況，協調各個補償器進行運行。

2 、10KV配電網無功優化自動化控制系統設計

2.1 選擇投切控制參照量

無功優化自動控制系統通過控制無功補償投切裝置的投切來做到對無功消耗的補償，利用饋線首端功率因數和電壓合格率可以考核10KV配電網的運行狀況。而且我們可以按照一定的方法計算出配電網中無功補償的地點以及補償的容量，然后在這一位置安裝可以自動投切的補償電容器，這樣自動控制系統就可以根據某一線路現場的電壓、饋線首端的功率因數控制補償電容器的投切，達到無功優化的目的。我們可以通過電網自動調度系統給出的有功功率和無功功率計算出饋線首端的功率因數;一般情況下為給補償電容器的投切裝置提供電能，我們會利用電壓互感器從配電網中獲得電能，因此根據投切裝置的電壓我們可以計算出某一線路現場的電壓。同時考慮到配電網線路上電容器的配置組合以及有功功率的大小，我們在無功欠缺或過剩時還做不到立即進行補償電容器的投切。

2.2 合理選擇切斷補償裝置

當線路中的無功功率小于零時，我們就應該切斷正在工作的電容器，與選擇投入電容器相同，我們要切斷那些正在工作的而且電容容量小于無功功率的電容器。同樣，我們在選擇電容器時，將整個線路上正在工作的電容器按照電容容量大小，由小到大依次排列，然后逐個查找電容器，當發現某一電容器容量大于無功功率時，我們就切斷這個電容器，如果該電容器在切除后造成線路補償欠缺，我們就要在下一次檢測中投入一個容量較小的電容器進行補償。如果切斷電容器后，線路仍然處于補償過剩的狀態，我們就需要在下一次檢測中切斷新的電容器，經過多次檢測，使線路無功功率處在優化狀態。

2.3 無功優化自動化控制系統結構設計

如圖1，顯示的是無功優化自動化控制系統結構。在1OKV電網實際運作中，變電站中的饋線會運作較多的補償電容器，而補償電容器之間并沒有較好的聯系，因此，在對無功優化自動化控制系統進行設計時，必須對多個補償電容器的運作情況進行有效控制。在lOKV電網中，變電站調度自動化系統有著重要作用，其能夠較好監控變電站以及各饋線的運作情況。一般情況下，變電站調度自動化系統能夠通過網絡平臺傳輸相關數據，因此，在對自動化控制系統進行設計時，可通過與變電站調度自動化系統進行連接，對饋線首端功率因素進行獲取，從而更好對補償電容器進行控制。

2.4 無功優化自動化控制系統軟件設計

如圖2，顯示的是無功優化自動化控制系統軟件設計圖。在對無功優化自動化控制系統軟件進行設計時，由于無功優化自動化控制系統在向調度自動化系統獲取相關數據時，并不是同步進行，而且遠程控制器在對數據包進行傳輸時，也不是同步進行，所以技術人員需對多線程技術進行應用，并通過模塊化形式構建軟件系統。為了促進自動化控制軟件更好運作，技術人員需設置兩條線路，并設置一個主線路程序。其中一條線路主要對調度自動化系統數據進行獲取，并對無功優化自動化控制系統首端參數進行整理和分析;另一條線路用于整合相關數據，并將其傳輸至無功優化自動化控制系統數據操作中心進行處理。主線路程序中包含較多內容，包括控制器模塊、數據處理模塊、電容器模塊等。為實現無功優化自動化控制系統軟件系統正常運作，技術人員可以將C語言作為軟件程序語言，并根據系統特性進行針對性設計，經相關軟件測驗，無功優化自動化控制系統能夠發揮出較好作用，對1OKV配電網的正常運作有著重要作用。

3 、補償無功功率，促進功率因數的有效提高

在電網運行的過程當中，因為其中有很多非線性負載的運行，會在很大程度上增加有功功率的損耗，在負荷電流通過線路與變壓器的時候，將會有電能損耗的出現，從電能損耗的表達式可以發現，在線路以及變壓器輸送的有功功率保持不變的情況下，線路損耗和功率因素的平方是呈反比例的關系。由此可知，功率因素如果越低，那么所需要提供給電網的無功也就越多，線路損耗也就越大。所以說，在受電端進行無功補償裝置安裝以后，能夠在很大程度上降低負荷的無功功率損耗，從而使得線損耗得到很大程度的降低。

總之，電力已經成為現代化建設的必要因素，對配電網進行無功優化能夠有效改善電能質量、提升電壓合格率、降低線損，減少碳排放和提升供電企業利潤，同時也是實現上述內容的必然條件，因此進一步加強對其的研究非常有必要。本文分析了10kV配電網無功優化自動化控制系統設計，以期提供一些借鑒。

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