電壓無功優(yōu)化功能在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用研究

唐曉芳

(四川省電力公司達(dá)州電業(yè)局，四川 達(dá)州 635000)

隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展和進(jìn)步，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式也隨之?dāng)U大并且越來越復(fù)雜，電網(wǎng)調(diào)度中心的自動(dòng)化水平也不斷得到提高。在原來電網(wǎng)的調(diào)度中，通常都是用手動(dòng)方式來調(diào)節(jié)主變壓器和電容投切，但是隨著變電站數(shù)量不斷增多，工作人員的工作量就會(huì)隨之加大，而且通過手動(dòng)調(diào)節(jié)很難保證調(diào)節(jié)的可行性和合理性。而PAS軟件電壓無功優(yōu)化功能的開發(fā)和應(yīng)用，可以輔助工作人員更加容易的實(shí)現(xiàn)調(diào)度，因此該軟件是調(diào)度中心自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。調(diào)度人員通過對(duì)PAS軟件的應(yīng)用，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化，能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和解決電網(wǎng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問題，進(jìn)而確保電網(wǎng)穩(wěn)定安全的運(yùn)行，同時(shí)也能減少工作人員的工作量，提高工作效率，并保證了調(diào)節(jié)的合理性和科學(xué)性。

1 PAS軟件的功能

1.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h3>

由于正確的網(wǎng)絡(luò)模型是保證網(wǎng)絡(luò)分析各個(gè)應(yīng)用軟件能正常運(yùn)行的基本條件，所以網(wǎng)絡(luò)建模和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分析來說是非常重要的。

1.2 狀態(tài)估計(jì)

它作為EMS信息重建部分最主要的功能模塊，所估計(jì)的結(jié)果是其它EMS分析軟件的額數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.3 調(diào)度員潮流

基本的網(wǎng)絡(luò)分析軟件，可以給調(diào)度人員和分析人員提供一種方便分析工具，調(diào)度人員可以假設(shè)各種電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)并進(jìn)行分析，計(jì)劃工程師可以使用它對(duì)計(jì)劃的安全性進(jìn)行校核，分析人員可以用它對(duì)進(jìn)行運(yùn)行方式所發(fā)生的變化進(jìn)行分析。

1.4 負(fù)荷預(yù)報(bào)

它是未來數(shù)據(jù)的一個(gè)來源，對(duì)電力系統(tǒng)的控制、計(jì)劃和運(yùn)行來說都是非常重要的，所預(yù)測的結(jié)果對(duì)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的改善和安全性的提高有直接的影響。

1.5 故障計(jì)算和分析

可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式和網(wǎng)絡(luò)的組件的參數(shù)來計(jì)算出電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中如果發(fā)生故障時(shí)故障電流的具體分布情況。

2 控制原理和策略

2.1 控制原理

PAS軟件通過數(shù)據(jù)接口從電力調(diào)度自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)中獲取電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)信息，然后根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行模型來計(jì)算出電壓無功優(yōu)化，進(jìn)而給調(diào)節(jié)人員提供電壓調(diào)節(jié)和電容器投切的方案，同時(shí)還通過語音的方式給予提示。如果運(yùn)行自動(dòng)控制，軟件會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出調(diào)節(jié)的命令和指示，并執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)和電容器投切的指令。

2.2 控制策略

軟件控制策略的目的是為了保證電壓無功控制的有效性，進(jìn)而使得無功分布能達(dá)到分層分區(qū)就地平衡的原則，并且分片進(jìn)行優(yōu)化，在保證電壓符合要求的基礎(chǔ)上要設(shè)法盡量減少各個(gè)區(qū)域中的無功流動(dòng)，進(jìn)而降低不必要的網(wǎng)絡(luò)損耗。軟件寶庫兩種控制策略，即：分散式和集中式。

2.2.1 分散式控制策略

該策略是以每一座變電站作為分析目標(biāo)，針對(duì)實(shí)際情況分別確定出最科學(xué)合理的控制策略，然后通過電網(wǎng)調(diào)度中心自動(dòng)執(zhí)行該策略。分散式控制策略采用的是九區(qū)法。分散式控制策略應(yīng)用在電網(wǎng)調(diào)度中心只適用于對(duì)本電網(wǎng)內(nèi)三十五千瓦變電站有控制權(quán)的供電企業(yè)。

2.2.2 集中式控制策略

集中式控制策略是通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行的無功功率、電壓以及有功功率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并在線進(jìn)行分析和計(jì)算，在保證電網(wǎng)和設(shè)備能夠處于安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，保證各節(jié)點(diǎn)電壓符合相關(guān)的要求，站在整個(gè)電網(wǎng)的角度對(duì)無功電壓進(jìn)行優(yōu)化控制，進(jìn)而達(dá)到無功補(bǔ)償設(shè)備投入合理和無功分層的就地平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以最少的調(diào)節(jié)、最高的電壓合格率、最合理的電容投切以及最小的網(wǎng)絡(luò)損耗的綜合優(yōu)化目標(biāo)。在經(jīng)過綜合的優(yōu)化處理之后，相應(yīng)的控制指令通過調(diào)度中心就可以自動(dòng)執(zhí)行，進(jìn)而達(dá)到對(duì)電網(wǎng)內(nèi)的所有的變電站的有載調(diào)壓裝置和無功補(bǔ)償裝置的集中監(jiān)視、管理和控制。集中控制策略應(yīng)用于電網(wǎng)控制中心對(duì)該電網(wǎng)中所有對(duì)變電站由控制權(quán)的供電企業(yè)。

結(jié)合我市電力局的實(shí)際，無功優(yōu)化軟件采用了分散式控制策略，并根據(jù)各個(gè)變電站的系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)在九區(qū)圖上的具體位置制定出了相應(yīng)的控制策略。

3 相關(guān)參數(shù)的整定和設(shè)置

軟件系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置不但和系統(tǒng)的正常運(yùn)行有直接的關(guān)系，同時(shí)還和所控制的設(shè)備的安全也有密切的關(guān)系，因此軟件系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的整定和設(shè)置是非常關(guān)鍵的，這就要求在對(duì)整定和設(shè)置相關(guān)參數(shù)時(shí)，要根據(jù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，同時(shí)還要結(jié)合自身的實(shí)際情況，經(jīng)過綜合的考慮和分析之后，在進(jìn)行整定和設(shè)置。

3.1 整定原則

我市是一四季分明的城市，季節(jié)變化會(huì)給負(fù)荷造成一定的影響，這樣在對(duì)于軟件系統(tǒng)的參數(shù)的整定來說，就帶來了不少的困難。在結(jié)合我市的實(shí)際對(duì)我市各方面的因素進(jìn)行綜合考慮之后，確定出了整定原則：在夏季和冬季是用電高峰期，其中在七月和八月，負(fù)荷主要是制冷設(shè)備，因此在此期間對(duì)電壓的質(zhì)量就相應(yīng)有了較高的要求，在十二月和一月份的負(fù)荷主要是制熱設(shè)備，針對(duì)我市的這些具體情況，可以將電壓和無功定值參數(shù)以季節(jié)分為夏季定值，冬季定值以及其它時(shí)段的定值，而且可以將每天又分為負(fù)荷低谷、高峰以及過渡這三個(gè)時(shí)間段。在七月和八月夏季和十二月和一月冬季的用電高峰期，要首先保證無功充足，在電壓上限運(yùn)行，在其它時(shí)間段內(nèi)，應(yīng)該保證無功上限運(yùn)行，電壓下限運(yùn)行。在負(fù)荷低谷時(shí)段內(nèi)，應(yīng)將電壓維持在低限，不能向系統(tǒng)反送無功；在負(fù)荷高峰時(shí)段內(nèi)，要保證站內(nèi)的電壓處于較高的水平狀態(tài)，盡量不要從系統(tǒng)吸收無功；在負(fù)荷過渡時(shí)段內(nèi)，盡量給電壓和無功較大的包容空間，進(jìn)而避免頻繁的調(diào)節(jié)。

3.2 參數(shù)設(shè)置

3.2.1 電壓參數(shù)設(shè)置

為了保證十千瓦母線的電壓能控制在十千伏到十點(diǎn)七千伏的范圍之內(nèi)，同時(shí)給電壓從低谷到高峰期的過渡時(shí)期一個(gè)包容的空間，對(duì)電壓的參數(shù)有了這樣的整定：在負(fù)荷低谷時(shí)段內(nèi)的限制范圍為十千伏到十點(diǎn)四千伏；在負(fù)荷的高峰時(shí)段內(nèi)的限制范圍為十點(diǎn)二千伏到十點(diǎn)七千伏；在負(fù)荷的過渡時(shí)段內(nèi)的限制范圍為十點(diǎn)一千伏到十點(diǎn)四千伏。

3.2.2 無功參數(shù)設(shè)置

為了更好的適應(yīng)電容器投退對(duì)系統(tǒng)無功的影響，無功參數(shù)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)將按照1.3QC來整定，在負(fù)荷低谷時(shí)段內(nèi)的無功定值范圍為（-0.1～1.1）QC，在負(fù)荷的高峰時(shí)段內(nèi)的無功定值范圍為（-0.3～0.9）QC，在負(fù)荷過渡的時(shí)段內(nèi)無功的范圍為（-0.85～0.55）QC。

3.3 控制閉鎖的設(shè)定

3.3.1 電容器的控制

第一，對(duì)每日的投切次數(shù)控制，當(dāng)設(shè)置為軟件自動(dòng)投切電容器時(shí)，每天的投切次數(shù)不能多于六次，一旦超出，系統(tǒng)將自動(dòng)閉鎖，就算是電壓不符合要求，系統(tǒng)也不會(huì)進(jìn)行再次控制；第二，對(duì)最短的投切間隔的控制，在電容器開關(guān)動(dòng)作之后，要有一定的閉鎖時(shí)間，進(jìn)而避免在短時(shí)間內(nèi)頻繁的操作設(shè)備，通常情況下，系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)間為五分鐘，也可以通過人工進(jìn)行重新設(shè)置；第三，對(duì)電容器保護(hù)信號(hào)閉鎖的控制，如果電容器出現(xiàn)了過流、過壓一級(jí)零序等保護(hù)信號(hào)時(shí)，將閉鎖該電容器的遙控功能。

3.3.2 主變分接頭控制

第一，對(duì)每天調(diào)壓次數(shù)的控制，如果設(shè)置為軟件自動(dòng)對(duì)主變分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，三十五千伏主變有載開關(guān)每天的調(diào)節(jié)次數(shù)最好不要高于十五次，一旦超出，系統(tǒng)將自動(dòng)閉鎖；第二，對(duì)最短調(diào)壓間隔的控制，如果軟件自動(dòng)調(diào)節(jié)為主變分接頭時(shí)，在兩次調(diào)壓之間應(yīng)該有一定的時(shí)間間隔，進(jìn)而避免在短時(shí)間內(nèi)過于頻繁的對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，在主變分接頭發(fā)生動(dòng)作之后，具有一定的封鎖時(shí)間，通常情況下系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)間為三分鐘，也可以通過人工進(jìn)行重新設(shè)定；第三，對(duì)并聯(lián)最高和最低黨委的設(shè)置，如果兩臺(tái)主變需要并列運(yùn)行時(shí)，但分接頭有不一致的情況下，就要確定出并聯(lián)的最低和最高檔位，進(jìn)而防止出現(xiàn)在電壓不平衡的情況下并聯(lián)運(yùn)行；第四，對(duì)于主變檔位調(diào)壓閉鎖的控制，首先，如果主變電流高壓額定電流的百分之八十五時(shí)，為了保證主變的安全運(yùn)行，就要臨時(shí)閉鎖主變調(diào)壓功能，在數(shù)據(jù)得到恢復(fù)之后，閉鎖就可以自動(dòng)解開；然后，如果主變出現(xiàn)過流、過負(fù)荷以及瓦斯等保護(hù)信號(hào)時(shí)，就要閉鎖該主變的遙控功能，進(jìn)而避免調(diào)壓事故的出現(xiàn)，而這種閉鎖需要通過手動(dòng)進(jìn)行解鎖。

結(jié)語

PAS軟件的電壓無功優(yōu)化功能在我市電力局電網(wǎng)調(diào)度中心已經(jīng)應(yīng)用了兩年多了，在這段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行正常，而且設(shè)備可靠穩(wěn)定，在很大程度上減少了工作人員的工作量，使得調(diào)節(jié)更加科學(xué)合理，同時(shí)還降低了對(duì)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗，我市電網(wǎng)運(yùn)行的電壓質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益也有了顯著的提高。

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