基于UPFC的配電網(wǎng)線路損耗控制研究

李春波

【摘要】在經(jīng)濟(jì)與科技的帶動(dòng)下，用電量逐漸增加，隨著用電量的提升，線路損耗也成為供電企業(yè)最難解決的問題，過多的線路損耗不僅可以影響供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)影響電網(wǎng)正常運(yùn)行，這就需要控制好線路損耗。UPFC的控制性與靈活性較好，可以有效調(diào)解系統(tǒng)功率，是減少配電網(wǎng)線路損耗的得力助手。因此，本文將從減少配電網(wǎng)線路損耗的必要性入手，結(jié)合UPFC降損性質(zhì)，分析與研究基于UPFC的配電網(wǎng)線路損耗控制措施。

【關(guān)鍵詞】UPFC 配電網(wǎng) 線路損耗 控制

我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)速度相對(duì)較慢，部分設(shè)施也相對(duì)老舊，再加上供電線路較長(zhǎng)，很容易出現(xiàn)線損等情況，不僅促使大量無(wú)功電流快速流動(dòng)，還極大的增加了有功損耗，這些問題的存在在一定程度上增加了能源損耗。因此，有必要對(duì)配電網(wǎng)線路損耗控制展開研究。

一、減少配電網(wǎng)線路損耗的必要性

線損的出現(xiàn)會(huì)增加發(fā)電成本，不僅會(huì)給企業(yè)造成一定損失，還會(huì)消耗大量資源，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的線損率接近8%，降低1%的線損，至少可以節(jié)省122億度電，折合成資金每年至少可以節(jié)約100億元。而我國(guó)多數(shù)配電網(wǎng)都存在建設(shè)落后，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的情況，線損率因此增加。同時(shí)，隨著線路損耗的出現(xiàn)，在浪費(fèi)能源的同時(shí)，也會(huì)惡化生態(tài)環(huán)境，情節(jié)嚴(yán)重的還會(huì)誘發(fā)電力安全事故，給企業(yè)與國(guó)家都帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，怎樣做好配電網(wǎng)線路損耗控制就成為現(xiàn)階段最重要的工作。

二、UPFC降損性質(zhì)

所謂的UPFC就是統(tǒng)一潮流控制器，屬于柔性交流輸電技術(shù)中的一部分，通過實(shí)證研究得知，UPFC的應(yīng)用可以有效減少線路損耗，能夠?yàn)殡娏ζ髽I(yè)節(jié)省大量資源。之所以將UPFC應(yīng)用到配電網(wǎng)線路損耗控制中，主要是由于以往的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備靈活性較差，如果電網(wǎng)電壓下降，電容器補(bǔ)償無(wú)功率也會(huì)大大降低，進(jìn)而弱化了系統(tǒng)電壓綜合性能。而UPFC則可以有效彌補(bǔ)以往無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的不足，不僅可以有效提升線路輸送能力，還能有效減少系統(tǒng)線路損耗。

三、基于UPFC的配電網(wǎng)線路損耗控制措施

（一）構(gòu)建配電網(wǎng)模型

通過研究我國(guó)配電網(wǎng)可以發(fā)現(xiàn)，多數(shù)配電網(wǎng)都呈現(xiàn)輻射狀，然而，很多配電網(wǎng)的輸電線路相對(duì)較長(zhǎng)，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)也十分多樣，所以，為實(shí)現(xiàn)安全用電，就需要將配電網(wǎng)由原來的輻射狀轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)網(wǎng)狀，這就需要做好配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)狀模型設(shè)計(jì)，以環(huán)網(wǎng)狀配電網(wǎng)為主。然后適當(dāng)提高供電電壓，這也是減少線路損耗的有效措施。

（二）UPFC對(duì)配電網(wǎng)線路損耗控制

UPFC的綜合性能較好，不僅可以控制好母線電壓，還具有良好的潮流調(diào)節(jié)功能，尤其是它的串聯(lián)側(cè)可以有效控制電壓，也可以防止線路循環(huán)功率的出現(xiàn)，對(duì)調(diào)配電流潮流有一定的促進(jìn)作用，這樣就可以起到控制配電網(wǎng)線路損耗的作用。為實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)線路損耗的控制，應(yīng)做好以下兩點(diǎn)設(shè)計(jì)：第一，串聯(lián)側(cè)控制器設(shè)計(jì)，在UPFC的串聯(lián)側(cè)控制中，需要在被控線路中應(yīng)用副值與相位，它們的作用是調(diào)控電壓，由于串聯(lián)變流器中融入了SPWM技術(shù)，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中可以將部分線路的事實(shí)功率當(dāng)做反饋量，且將環(huán)網(wǎng)線路最小功率作為參考值，這樣就可以順利完成配電網(wǎng)線路損耗控制。第二，并聯(lián)側(cè)控制器。在UPFC并聯(lián)側(cè)控制器設(shè)計(jì)中，可以將傳統(tǒng)的PI控制應(yīng)用其中，它的應(yīng)用可以保證直流側(cè)電容兩端電壓始終處于恒定狀態(tài)，能夠確保UPFC的運(yùn)行更加穩(wěn)定。同時(shí)，隨著它的應(yīng)用，接入點(diǎn)母線的電壓穩(wěn)定性也明顯提升，這樣也可以有效減少線路損耗的出現(xiàn)。

為充分發(fā)揮UPFC的降損作用，要做到UPFC位置安裝準(zhǔn)確。在實(shí)際安裝UPFC的過程中，可以將雙機(jī)5節(jié)點(diǎn)模型應(yīng)用其中，隨著它的利用不僅可以促進(jìn)網(wǎng)中潮流整合，還能降低網(wǎng)損的出現(xiàn)。如在某配電網(wǎng)降損中，設(shè)置了幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)與變電站母線連接在一起，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上的無(wú)功相對(duì)充足，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)與變電站之間的距離較遠(yuǎn)，無(wú)功相對(duì)匱乏。一般來講，距離變電站越遠(yuǎn)的母線，電壓水平就越低，線路損耗也就越多，之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況主要是由于缺少了無(wú)功的支撐。為減少無(wú)功損耗，就要選擇UPFC并聯(lián)補(bǔ)償，并按照實(shí)際情況做好設(shè)計(jì)，所以，距離變電站較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)就成為了最佳安裝UPFC的地方。通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)UPFC被安裝到距離變電站較遠(yuǎn)的地方，母線電壓始終處于高水平狀態(tài)，無(wú)功功率與網(wǎng)損明顯降低，由此可將，將UPFC安裝到距離變電站較遠(yuǎn)的地方不僅可以有效減少系統(tǒng)損耗，還能有效提升母線電壓水平，促進(jìn)電能質(zhì)量提升，通過這種方式也可以最大程度的減少能源消耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境不受損害，真正實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益共同增長(zhǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展固然重要，但生態(tài)環(huán)境保護(hù)也必不可少。由于我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)并不完善，其中還存在一定缺陷與不足，嚴(yán)重影響了配電網(wǎng)應(yīng)有作用的發(fā)揮，尤其是線損問題較為嚴(yán)重，針對(duì)這種情況，就需要應(yīng)用合適的控制技術(shù)，減少配電網(wǎng)線路損耗的出現(xiàn)，UPFC是現(xiàn)階段應(yīng)用較多、綜合性能較好的一種設(shè)備，將其應(yīng)用到配電網(wǎng)線路損耗控制中不僅可以降低供電成本，還能減輕用戶經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更可以節(jié)省大量發(fā)展建設(shè)資金，因此，應(yīng)重視UPFC在配電網(wǎng)線路損耗中的應(yīng)用。

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