基于全網(wǎng)無功優(yōu)化的配電網(wǎng)無功優(yōu)化系統(tǒng)的設計

1、<p>　　基于全網(wǎng)無功優(yōu)化的配電網(wǎng)無功優(yōu)化系統(tǒng)的設計</p><p>　　摘 要 在社會電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大的背景下，電網(wǎng)電壓管理系統(tǒng)日益復雜化，特別是電壓無功優(yōu)化這一問題，已經(jīng)成為制約電網(wǎng)建設和發(fā)展的重要因素之一。本文主要探討和研究了一種集合了電壓無功分析、規(guī)劃、控制以及報表于一體的可視化無功優(yōu)化系統(tǒng)，希望能夠為進一步改善配電網(wǎng)的電壓無功優(yōu)化設計方案貢獻一份力量。 </p><p&g

2、t;　　【關鍵詞】配電網(wǎng) 無功優(yōu)化系統(tǒng) 全網(wǎng)無功優(yōu)化 設計 </p><p>　　1 全網(wǎng)無功優(yōu)化的概念及設計思路 </p><p>　　所謂全網(wǎng)無功優(yōu)化，就是以配電網(wǎng)全網(wǎng)的安全運行、設備正常運轉(zhuǎn)為前提，將不同節(jié)點的電壓合格因數(shù)以及關口功率因數(shù)作為約束條件，主要利用發(fā)電機電壓、變壓器分接頭的調(diào)整，并聯(lián)電容器、靜止補償器的投切等方式來對不同負荷條件下的動態(tài)電壓進行跟蹤和無功調(diào)節(jié)，從而達到安全

3、與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。通過全網(wǎng)無功優(yōu)化，能夠充分利用有限的資源對電網(wǎng)進行安全管理。由于配電網(wǎng)處在整個電網(wǎng)的末端，多為輻射狀分布，不僅節(jié)點眾多么企鵝接線十分復雜。由于節(jié)點分布廣，往往很難將各個節(jié)點都納入到全網(wǎng)無功優(yōu)化中，且各節(jié)點全部優(yōu)化的速度也比較慢，無法達到理想的效果。 </p><p>　　配電網(wǎng)具有開環(huán)運行、閉環(huán)設計的特點，因此，在進行全網(wǎng)電壓無功優(yōu)化時，可以按照電壓等級將整個配電網(wǎng)劃分為低、中、高三級，并將各級

4、電網(wǎng)細分為多個優(yōu)化單元，為了方便管理，優(yōu)化單元應為10KV之上的配電網(wǎng)或者某一個臺區(qū)、饋線。由于下級電網(wǎng)的全網(wǎng)電壓無功優(yōu)化對上級電網(wǎng)有著重要的影響，需保證下級電網(wǎng)中的各個優(yōu)化單元均實現(xiàn)全局優(yōu)化后，再對上級電網(wǎng)進行全局無功優(yōu)化，在這一過程中，要充分考慮到下級電網(wǎng)進行無功優(yōu)化后，是否會對上級電網(wǎng)產(chǎn)生影響。 </p><p>　　2 可視化無功優(yōu)化系統(tǒng)的功能 </p><p>　　該可視化無功優(yōu)

5、化系統(tǒng)主要由以下幾個模塊組成：電壓無功分析模塊、無功規(guī)劃模塊、圖形系統(tǒng)模塊、無功控制模塊以及電壓無功報表模塊。 </p><p><b>　　2.1 圖形系統(tǒng) </b></p><p>　　圖形系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)圖模庫一體化，保證電力圖形繪制、電力對象數(shù)據(jù)庫操作能夠同時進行，同時還要建立一種連接拓撲模型。圖模庫一體化對附有連接意義的電力系統(tǒng)接線圖的繪制有著重要的作用

6、。本研究開發(fā)設計的圖形系統(tǒng)主要具備如下功能： </p><p>　?。?）能夠執(zhí)行圖像縮放、任意漫游等基本操作。 </p><p>　　（2）能夠進行動態(tài)著色，結(jié)合系統(tǒng)的實際運行情況，可對系統(tǒng)中設備的運行狀態(tài)進行確定。 </p><p>　　（3）附帶圖元編輯系統(tǒng)，能夠方便用戶對圖元進行自定義。 </p><p>　?。?）錄入設備參數(shù)、設備

7、運行數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡節(jié)點進行自動編號，及時查出拓撲連接錯誤并準確定位對應的設備，將設備想要定位的設備進行編號，并將被定位設備投放到圖形編輯系統(tǒng)上，跟蹤和記錄線損數(shù)據(jù)、潮流數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　2.2 無功分析 </b></p><p>　　傳統(tǒng)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化往往忽視了電壓分析，用戶不能獲取設備的實際運行情況。該可視化無功優(yōu)化系統(tǒng)中的電無功分析模塊，能夠方

8、便用戶對電網(wǎng)整個結(jié)構(gòu)和設備的具體運行數(shù)據(jù)作更加全面的分析，同時還提供了具體的分析結(jié)果以及可行性解決措施，能夠讓用戶準確掌握設備運行狀況，及時了解到無功補償?shù)男б?。對于高壓電網(wǎng)，其電壓無功分析主要包含以下內(nèi)容：計算潮流，分析變壓器的經(jīng)濟運行趨于和運行曲線，分析變壓器的無功運行狀態(tài)，對電容器的投切情況和利用率進行分析。對于中壓電網(wǎng)，其電壓無功分析主要包含以下內(nèi)容：計算潮流，分析變壓器、饋線的無功運行狀態(tài)，分析配變、饋線的無功補償效益，對電容

9、器的投切情況和利用率進行分析。 </p><p><b>　　2.3 無功規(guī)劃 </b></p><p>　　配單網(wǎng)的電壓無功規(guī)劃是通過計算對無功補償設備的類型、安裝位置以及容量進行最優(yōu)規(guī)劃，從而降低設備損耗，提高電網(wǎng)的運行效率，進一步節(jié)省投資費用。 </p><p>　　在傳統(tǒng)高壓配電網(wǎng)電壓的無功規(guī)劃項目中，無功補償裝置的容量通常是主變壓器容

10、量數(shù)值的10～30%，中壓配電網(wǎng)電壓的無功規(guī)劃項目中，無功補償裝置的容量通常是配變?nèi)萘繑?shù)值的20～40%。受經(jīng)濟因素等條件的限制，低壓電網(wǎng)在無功配置方面往往比較落后，無功需通過電網(wǎng)進行長距離輸送。該可視化無功優(yōu)化系統(tǒng)對傳統(tǒng)無功補償方法作了改進，從全網(wǎng)無功優(yōu)化策略出發(fā)，按照從上至下的原則，對不同電壓等級電網(wǎng)進行了分層優(yōu)化。首先，按照低壓電網(wǎng)的具體負荷情況，對該電網(wǎng)中的各個臺區(qū)實行全局無功優(yōu)化設計和計算，以達到無功設備最優(yōu)配置。其次，對中壓

11、電網(wǎng)中的各條饋線實行全局無功優(yōu)化設計和計算，在計算時需充分考慮到下級電網(wǎng)無功優(yōu)化所產(chǎn)生的影響。最后，以高壓電網(wǎng)為一個整體的優(yōu)化單元，結(jié)合無功裝置、發(fā)電廠以及變壓器分接頭等組成部分進行優(yōu)化設計和計算，并在負荷部分的計算中納入下級電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化所產(chǎn)生的影響。 </p><p>　　2.4 無功控制與無功報表 </p><p>　　無功控制主要指以無功補償裝置既定為前提，結(jié)合具體負荷變化情況來

12、擬定無功補償設備控制方案（設備投切、變壓器抽頭定位等），并在滿足電壓質(zhì)量要求的同時，盡可能減小網(wǎng)損或線損，以節(jié)約運行費用。該可視化無功優(yōu)化系統(tǒng)主要通過負荷預測功能，對未來的負荷曲線進行預測，并結(jié)合這一短期預測的結(jié)果，制定針對性的無功控制方案。除了系統(tǒng)的報表定制功能以外，該系統(tǒng)還提供了自定義報表模塊，用戶能夠結(jié)合自身的需要使用自定義報表，這一功能為供電企業(yè)的基本工作和考核提供了重要支持。 </p><p><

13、b>　　3 結(jié)束語 </b></p><p>　　在配電網(wǎng)的運行管理中，傳統(tǒng)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化有著諸多弊端，如無功電力運行機制復雜，存在重復性建設問題，多級設備雖然投資多，但是實際利用率低下，無功優(yōu)化軟件的功能相對單一，且忽視了無功分析，無功補償只顧及到局部，忽視了整體等。為了進一步完善電壓無功優(yōu)化設計，使配電網(wǎng)安全、有序地運行，有必要設計一套融合了管理功能與分析功能的可視化無功優(yōu)化系統(tǒng)，對配電網(wǎng)

14、全網(wǎng)進行分層、分區(qū)電壓無功優(yōu)化，保證能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)及其設備的運行情況進行全面監(jiān)控、分析、規(guī)劃和控制，從而不斷提高配電網(wǎng)的電壓無功優(yōu)化水平，為電力企業(yè)的經(jīng)營決策提供更加可靠的信息支持，進一步提升電壓質(zhì)量、節(jié)約運行成本以及減少線路損耗，最終實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益最大化。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]李正新.10kV以下配電網(wǎng)無功

15、電壓優(yōu)化及控制系統(tǒng)研究[D].長沙理工大學，2013. </p><p>　　[2]李強.配電網(wǎng)無功優(yōu)化與管理系統(tǒng)[D].湖南大學，2009. </p><p>　　[3]周云成，樸在林，付立思，羅巖.10kV配電網(wǎng)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)設計[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011，02：125-130. </p><p><b>　　作者單位 </b&