10kV配電線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的研究與實(shí)施

遲佳鵬

【摘要】10kV線路集成了遠(yuǎn)程通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)直接在調(diào)度室進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、管理和自動(dòng)控制技術(shù)，再通過對(duì)下位機(jī)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用就實(shí)現(xiàn)了無功優(yōu)化智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)立足于目前農(nóng)村配電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)狀，農(nóng)村電網(wǎng)的配送中存在著用電的時(shí)間和空間的不均衡問題，這種問題嚴(yán)重的阻礙了農(nóng)村電網(wǎng)的發(fā)展。本文通過對(duì)該智能系統(tǒng)的研究，旨在更好的解決農(nóng)村配電中存在的問題。

【關(guān)鍵詞】配電線路；智能系統(tǒng)；無功補(bǔ)償

10kV線路主要應(yīng)用在農(nóng)村電網(wǎng)中，這是因?yàn)檗r(nóng)村電網(wǎng)不同于城市電網(wǎng)或者工業(yè)電網(wǎng)其總負(fù)荷相對(duì)較低。但是即使是目前用電較少的農(nóng)村電網(wǎng)其本身的電網(wǎng)負(fù)荷能力有限，原有的電網(wǎng)線路在運(yùn)行期間有些力不從心。為滿足民眾日益增加的用電需求，電網(wǎng)的無功優(yōu)化補(bǔ)償是目前最流行的做法。但是其操作起來難度大，因?yàn)槟壳半娋W(wǎng)逐漸在走市場(chǎng)化發(fā)展，用電用戶即是電力企業(yè)的客戶，電力企業(yè)的配電質(zhì)量、用戶的用電滿意度直接和電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益相關(guān)。因此本文研究的10kV配電線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的研究與實(shí)施就旨在幫助電力企業(yè)增加其收益，提高其配電效率，同時(shí)也能從根本上解決用戶的用電需求。

目前，10kV配電線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的實(shí)施，首先是需要大力在電網(wǎng)中推行在10kV配電線路上安裝固定補(bǔ)償電容器。但是這種電容器的安裝還只能是簡(jiǎn)單的提高現(xiàn)行的電網(wǎng)運(yùn)行的水平嗎，減低電力在運(yùn)輸中的損耗，對(duì)于電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中的高負(fù)荷就需要新的控制系統(tǒng)對(duì)各種無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行投切，真正實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的完全無功優(yōu)化，真正的發(fā)揮10kV配電線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的作用，提高電力企業(yè)的收益解決用戶的用電需求。

一、農(nóng)村配電網(wǎng)基本特點(diǎn)

在上文中提到了10kV配電線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的實(shí)施主要是在農(nóng)村的配電網(wǎng)，這也跟其自身的特點(diǎn)有關(guān)。農(nóng)村電網(wǎng)的特點(diǎn)不像城市一樣集中，城市有高樓大廈，人們生活集中在一起，但是農(nóng)村大部分是“地廣人稀”，用戶比較分散這在電網(wǎng)的體現(xiàn)就是用電負(fù)荷的分散，同時(shí)供電的搬進(jìn)非常大。在另一個(gè)方面，農(nóng)村的生活方式帶有傳統(tǒng)的中國(guó)特色，比如在春節(jié)期間其人流量迅速在增大，用電需求也呈現(xiàn)井噴式的增長(zhǎng)，這跟我們注意到的北京市一些地區(qū)在平時(shí)經(jīng)常擁擠不堪，但是在春節(jié)期間人去樓空的情景剛好相反。因此我們可以總結(jié)來說就是農(nóng)村電網(wǎng)電力使用分布不均衡，主要分為時(shí)間的不均衡和空間的不均衡。

二、10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的研究

前面的文章中提到過，10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的研究主要是針對(duì)的是農(nóng)村的配電網(wǎng)，其主要的體現(xiàn)是農(nóng)村配電網(wǎng)的隨機(jī)補(bǔ)償和隨器補(bǔ)償以及變電站集中補(bǔ)償這兩大方向。雖然這些補(bǔ)償辦法不失為解決問題的良策，但是我們注意到實(shí)際中，還是存在著很多的局限性，因?yàn)槠涓髯缘难a(bǔ)償辦法都有嚴(yán)格的限制。因此找到一種新的解決辦法非常重要，農(nóng)村配電網(wǎng)10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)采用的是按電壓投切布點(diǎn)，電壓的操控遠(yuǎn)程控制方式。實(shí)際工作中，使用電力調(diào)度室里的上位機(jī)，根據(jù)線路各電容器投切裝置經(jīng)GPRS上傳的實(shí)測(cè)電壓和投切情況以及變電站出口功率因數(shù)值和無功功率數(shù)值，用以上信息來判斷，通過集中處理后將會(huì)直接整定上下限值，由電力調(diào)度室發(fā)出各線路電容器投切裝置的投切命令，通過這樣的一套方式解決電壓和功率因數(shù)雙控的目的。

（一）10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)概述

10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)采用的是DotNet技術(shù)，該技術(shù)開發(fā)是以C/S架構(gòu)的方式運(yùn)行的，這種構(gòu)架的特點(diǎn)是在運(yùn)行的時(shí)候客戶端的系統(tǒng)可隨時(shí)與服務(wù)器進(jìn)行交互從而監(jiān)視線路上各補(bǔ)償裝置的運(yùn)行狀態(tài)情況。當(dāng)服務(wù)器的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)獲取調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中線路的首端參數(shù)的時(shí)候，與此同時(shí)，GPRS與現(xiàn)場(chǎng)的補(bǔ)償裝置進(jìn)行通信，從而控制工作現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)償裝置的運(yùn)行狀態(tài)。這些已經(jīng)獲得數(shù)據(jù)就會(huì)被存儲(chǔ)在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，然后數(shù)據(jù)庫采用SQLServer 2005進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理。接著系統(tǒng)的客戶端可對(duì)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)和分析，然后將生成Excel形式的表格可被人們導(dǎo)出使用。

（二）10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)系統(tǒng)功能

10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)軟件系統(tǒng)相比較過去的一大改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)信息的更新顯示，系統(tǒng)將以線路為單位統(tǒng)計(jì)選定時(shí)間內(nèi)補(bǔ)償裝置的投切狀態(tài)變換情況以及線路上投切的容量，并查詢指定時(shí)間內(nèi)指定統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)的投切記錄等。

（三）10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的拓?fù)渚S護(hù)

由于10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)系統(tǒng)需要不斷的進(jìn)行線路改造和獲得移動(dòng)補(bǔ)償裝置的位置，非常的麻煩，因此將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可允許用戶維護(hù)的方式將大大提高系統(tǒng)的效率。用戶可以在配網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或增減電容器時(shí)，通過系統(tǒng)提供的拓?fù)渚S護(hù)功能來增減變電站、線路和電容器，并可以指定電容器和線路之間的關(guān)系，電容器的補(bǔ)償方式，以及線路和變電站之間的關(guān)系。對(duì)于以靜態(tài)方式進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娙萜?，系統(tǒng)提供了手動(dòng)錄入投切事件接口。用戶只需在拓?fù)浯案裰羞x定指定的靜態(tài)補(bǔ)償電容器，即可為其錄入投切狀態(tài)變化事件。

（四）10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)投切事件查詢與容量統(tǒng)計(jì)

10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)還可以通過指定查詢時(shí)間，并選定查詢線路的方式查詢某條線路上的所有電容器在某一天的運(yùn)行狀態(tài)變換，并同時(shí)在系統(tǒng)中繪出無功變化曲線和投切曲線，用直觀的方式支持用戶分析系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。此外，對(duì)手動(dòng)投切電容器的投切管理，根據(jù)無功功率曲線，保證投入的電容器在無功功率最小時(shí)不發(fā)生過補(bǔ)償時(shí)將其投入運(yùn)行，并將其投入的時(shí)間維護(hù)在系統(tǒng)中，并反映在投切曲線上，做到線路所有無功補(bǔ)償設(shè)備的統(tǒng)一集中管理。用戶可以年或月為單位，統(tǒng)計(jì)指定線路在該時(shí)間范圍內(nèi)的投切容量。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于記錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的投切事件變化。

（五）10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能

用戶指定查詢或統(tǒng)計(jì)條件，可查詢出滿足統(tǒng)計(jì)條件的投切事件或統(tǒng)計(jì)信息。用戶可將統(tǒng)計(jì)信息導(dǎo)出到文本文件或?qū)С蒃xcel文件，便于用戶在Excel系統(tǒng)下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析或制作出滿足要求的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

三、總結(jié)

通過上文的分析我們可以清楚的看大農(nóng)村配電網(wǎng)10kV線路無功補(bǔ)償智能系統(tǒng)首先按電壓投切方式來確定最佳補(bǔ)償點(diǎn)的位置和容量?？刂齐娙萜鞯淖詣?dòng)投切是通過遠(yuǎn)程通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)之間的雙向數(shù)據(jù)交換，然后下位機(jī)采集各補(bǔ)償點(diǎn)的實(shí)測(cè)電壓和投切情況傳輸給調(diào)度室里的上位機(jī)，上位機(jī)再集中整合變電站出口的功率因數(shù)和無功功率，確定各補(bǔ)償點(diǎn)投切情況，再把投切命令傳輸給下位機(jī)，達(dá)到了功率因數(shù)和電壓的雙控目的，系統(tǒng)的工作效率被大大提升。

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