主動配電網背景下無功電壓控制方法綜述

劉鐵

摘 要：如果不能有效的利用能源，那么就會出現巨大的問題。尤其是電力方面，更是科技發展中的重中之重。其中較為重要的一種就是主動配電網的規劃。本文就針對當前主動配電網的情況進行探究，來得出無功電壓控制方法。

關鍵詞：智能電能表；供區配電網；無功優化；協調控制

隨著社會發展速度的不斷加快，用電需求日益增加，傳統的能源系統已經難以滿足日益提高的用電負荷。基于此，出現了分布式能源系統，其具有環保、節能、高效的特點，因而得到了廣泛的應用。分布式能源系統繼電保護裝置檢測技術是一項重要技術，對于分布式能源及電網安全運行都有著重要的作用。該技術能夠有效地避免配電系統運行當中的電能消耗過多等問題，防止分布式能源應用質量受到影響，具有重要的應用意義。也正因為分布式能源的發展逐步完善，我國的主動配電網才得以進行建設。但是也正因為這種技術的應用，就導致無功電壓的控制相對困難，這就需要有全新的方法對其進行控制。

1 控制策略分析

在嚴格的學術領域上，其實是不存在無功電壓這一定義的。其主要出現的原因還是在實際中，無功電流的理論，導致了無功電壓雖然沒有一個準確的定義，卻確實存在。在這種情況下，對于無功電壓的研究就顯得非常重要。因為無功電流是需要在一個穩定且恒定的環境下才能夠產生的，其自身不會出現太大的問題。但是無功電壓卻是在不恒定的情況下產生，一旦其出現，很容易造成配電網損壞。在這種情況下，就需要對其進行嚴格的控制。甚至研究出多級策略，來保證其在可控范圍內。

1.1 第一級策略

第一級策略指的是在配電網中，讓配電站和下設的一系列線路能夠保持協調穩定。其主要的做法步驟應該分為如下幾個：首先是確保母線的合格。因為母線如果不合格，那么后續的工作也就無法完成，而且很可能出現一系列的問題。在這種情況下，也就不可能保證無功電壓的控制。然后是通過智能功用電壓器來對配變電壓進行采集。這個采集通常是需要以多臺數據為參考。因為每一臺電壓器都有著或多或少的不同，就導致了采集出來的數字存在著相對誤差。只有經過多次采集測量，才能夠知道其最優的母線變壓值。最后是將母線變壓值作為一個基礎的參數，在主網AVC中進行應用，這樣可以在一定程度上提升主網的變壓調壓能力。

1.2 第二級策略

第二級策略指的是將主干線路的設備同配變間的電壓進行一個相互協調。同上一級策略相比，這一級策略就相對復雜的多。因為其調節的設備非常多，大致有串聯電容器，無補償和線路調壓器等部分。其影響的范圍也更加的廣泛，包含了安裝點后的全部配變。而在進行策略制定的時候，一定要完全按照逆調壓的原則進行，憑借著采集到的安裝點配變電壓，讓它能夠和負荷預測的一些數值結合在一起，同時，要讓串聯電容器與線路調壓器能夠進行自動跳檔。然后降低其動作的次數，在所有設備上進行均衡。做完這些工作，就可以與上一級的策略相互結合。由于時間對于效果的影響，這一級策略一般需要在五分鐘之內完成。否則就會導致其失效。

1.3 第三級策略

第三級策略主要是指配變和低壓用戶之間的電壓協調。這一方面可以就兩個主要部分來區分，即有載調壓配變、無載調壓配變。對于前一個而言，借助采集的相關數據信息，并且要顧及用戶電壓以及變壓器的功率因數，進而有效的對有載調壓配變檔位進行適當的調整。和前面講的一樣，對于其檔位的調整受到每日次數的限制，因此也可以對其進行手動遙控。對于無載調壓配變部分來說，由于其在街頭調價中沒有相應數據參考以及較為全面的策略，系統就根據相關的資料信息，并結合季節性負荷來對電壓進行改變，從而制定出關于分接頭的最優策略，進而更好的對無載配變檔位進行調整。

2 主配電網協調控制架構

2.1 變電站區域控制裝置

其裝置能夠得到變電站內部有關電壓無功設備的相關數據，接著將其發送給主網AVC，與主站進行協調，根據主網的求解獲得所在地母線的無功范圍及最優電壓。再者，根據變電站內設備的約束條件，動作次數及控制范圍，進而對相應的投切區域進行相應的協調。

2.2 分布式配電網控制器

能夠控制饋線上的所有電壓無功設備，從而獲得調節配電網AVC的具體電壓及無功的有關命令，接著執行遙控操作，實現具體的操作控制功能。具體而言，重點是其能夠對有載調壓變、低壓SVG、線路調壓器等進行控制。還要對不同饋線的無功裕度進行定期數據上傳，主要向AVC配電網進行數據上傳，進而實現主配電網的協調運作。

2.3 配電網智能控制器

作為本地的控制器，可以對不同終端一次設備進行控制，比如線路無功補償裝置及配變低壓臺區無功補償裝置。根據配電網的相關特征，該裝置可以對不同的通信條件進行適應，并可以自行上傳監控數據。能夠根據負荷的相應變化對指令做出相應的調整，對動作具體次數進行改良，進而最大程度的降低事故發生的概率。在出現通信故障時，能夠進行就地優化。

最后兩個在應用上面相對一致的構架設計，是將嵌入式模塊作為基礎，并且加入了Linux系統，進而使其在具體功能上具有一定的多樣性。具體有：上下級協調機制接口、數據采集、指令執行通道等。上述模塊可以根據現場的不同情況以及通信的不同類型等進一步明確子站的具體位置是在變壓站側還是調度側。子站的實際位置部署對于調控側而言，其可以更方便的對調控中心進行維護控制，而如果在變電站側則可以幫助其更好的對相應的安全進行控制且加快了執行的速度。

3 應用分析

就某個電壓為35kV的變電站，其中可以進行公用的配變設備為211臺，下屬線路數量為9，電壓為10kV，其中有5座小型水電設備，裝機的總體容量為4830KW。10kV的母線電壓變壓站，可能會由于小水電的電量問題而出現不合乎規格的現象。對于水資源減缺的時期，其母線電壓比較低，因此就必須要借助人力對其進行升調；在水源較為充足的時期，相對來說母線電壓較高，而在某些階段變電站并沒有合適的方法對其進行降壓處理。10kV中壓線路其主要干線路段較長，且存在很多分支，線路的尾端電壓較小，有些地段已達8.7kV。臺區配變屬于無載調壓配變，由于不同的時段季節等因素的影響，會使其負荷發生改變，這個時候就需要員工對其進行停電處理，然后再進行適當的調節；臺區無功補償不夠，實際測量的臺區功率因數在負荷最低的時候為0.94，在負荷最高的時候為0.79。此外，在這個變壓站下其電壓在198V下的用戶數量多達700以上，電壓的合格程度也比較高。

4 結束語

主動配電網是當前電力發展的一個趨勢，在這個趨勢下，對于無功電壓的控制就成為了非常重要的一個項目。因為無功電壓是實際中出現的一種情況，而且理論相對模糊，所以就需要各個部門不斷的加強研究，才能夠應對無功電壓出現的情況，從而更好的讓主動配電網發揮出去作用。

參考文獻

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