10kV配電網(wǎng)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

高艷欽

江蘇元坤電氣設(shè)備有限公司

10kV配電網(wǎng)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

高艷欽

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10KV配電網(wǎng)在實際生活中有著重要作用，是人們正常用電的基礎(chǔ)，因此，加強對無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計有著重要作用，該系統(tǒng)不僅能較好保障10KV電網(wǎng)的穩(wěn)定性，而且能提高電網(wǎng)的整體安全性，并降低電網(wǎng)能耗，從而促進電網(wǎng)更好進行運作，保障人們的正常用電，因此進一步加強對其的研究非常有必要。基于此本文分析了10kV配電網(wǎng)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)設(shè)計。

10kV配電網(wǎng)；無功優(yōu)化；自動化控制系統(tǒng)；設(shè)計

1 、10kV配電網(wǎng)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展與簡介

隨著我國綜合國力的不斷加強，科學(xué)技術(shù)水平也得到了很大程度的提高，人們也開始對10kV配電網(wǎng)的無功補償技術(shù)進行了大力的研究，也取得了一定的成效。目前我國的變電站調(diào)度自動化(SCADA)系統(tǒng)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，因此，通過SCADA系統(tǒng)提供的有限的線路運行參數(shù)以及補償電容器運行現(xiàn)場的電壓來自動控制電容器的投切，進行動態(tài)補償。從當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的無功優(yōu)化自動化系統(tǒng)來看，其重要地位的是運行于調(diào)度中心上位機，發(fā)揮著補償器綜合協(xié)調(diào)遠程投切控制的重要作用。由于變電站每條饋線可能同時運行多臺補償器，這些補償器之間相互獨立，不存在信息交換，所以上位機無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)需要結(jié)合線路運行的具體狀況，協(xié)調(diào)各個補償器進行運行。

2 、10KV配電網(wǎng)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1 選擇投切控制參照量

無功優(yōu)化自動控制系統(tǒng)通過控制無功補償投切裝置的投切來做到對無功消耗的補償，利用饋線首端功率因數(shù)和電壓合格率可以考核10KV配電網(wǎng)的運行狀況。而且我們可以按照一定的方法計算出配電網(wǎng)中無功補償?shù)牡攸c以及補償?shù)娜萘浚缓笤谶@一位置安裝可以自動投切的補償電容器，這樣自動控制系統(tǒng)就可以根據(jù)某一線路現(xiàn)場的電壓、饋線首端的功率因數(shù)控制補償電容器的投切，達到無功優(yōu)化的目的。我們可以通過電網(wǎng)自動調(diào)度系統(tǒng)給出的有功功率和無功功率計算出饋線首端的功率因數(shù);一般情況下為給補償電容器的投切裝置提供電能，我們會利用電壓互感器從配電網(wǎng)中獲得電能，因此根據(jù)投切裝置的電壓我們可以計算出某一線路現(xiàn)場的電壓。同時考慮到配電網(wǎng)線路上電容器的配置組合以及有功功率的大小，我們在無功欠缺或過剩時還做不到立即進行補償電容器的投切。

2.2 合理選擇切斷補償裝置

當(dāng)線路中的無功功率小于零時，我們就應(yīng)該切斷正在工作的電容器，與選擇投入電容器相同，我們要切斷那些正在工作的而且電容容量小于無功功率的電容器。同樣，我們在選擇電容器時，將整個線路上正在工作的電容器按照電容容量大小，由小到大依次排列，然后逐個查找電容器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一電容器容量大于無功功率時，我們就切斷這個電容器，如果該電容器在切除后造成線路補償欠缺，我們就要在下一次檢測中投入一個容量較小的電容器進行補償。如果切斷電容器后，線路仍然處于補償過剩的狀態(tài)，我們就需要在下一次檢測中切斷新的電容器，經(jīng)過多次檢測，使線路無功功率處在優(yōu)化狀態(tài)。

2.3 無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖1，顯示的是無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在1OKV電網(wǎng)實際運作中，變電站中的饋線會運作較多的補償電容器，而補償電容器之間并沒有較好的聯(lián)系，因此，在對無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)進行設(shè)計時，必須對多個補償電容器的運作情況進行有效控制。在lOKV電網(wǎng)中，變電站調(diào)度自動化系統(tǒng)有著重要作用，其能夠較好監(jiān)控變電站以及各饋線的運作情況。一般情況下，變電站調(diào)度自動化系統(tǒng)能夠通過網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)，因此，在對自動化控制系統(tǒng)進行設(shè)計時，可通過與變電站調(diào)度自動化系統(tǒng)進行連接，對饋線首端功率因素進行獲取，從而更好對補償電容器進行控制。

2.4 無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

如圖2，顯示的是無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)軟件設(shè)計圖。在對無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)軟件進行設(shè)計時，由于無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)在向調(diào)度自動化系統(tǒng)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)時，并不是同步進行，而且遠程控制器在對數(shù)據(jù)包進行傳輸時，也不是同步進行，所以技術(shù)人員需對多線程技術(shù)進行應(yīng)用，并通過模塊化形式構(gòu)建軟件系統(tǒng)。為了促進自動化控制軟件更好運作，技術(shù)人員需設(shè)置兩條線路，并設(shè)置一個主線路程序。其中一條線路主要對調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行獲取，并對無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)首端參數(shù)進行整理和分析;另一條線路用于整合相關(guān)數(shù)據(jù)，并將其傳輸至無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)操作中心進行處理。主線路程序中包含較多內(nèi)容，包括控制器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、電容器模塊等。為實現(xiàn)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)正常運作，技術(shù)人員可以將C語言作為軟件程序語言，并根據(jù)系統(tǒng)特性進行針對性設(shè)計，經(jīng)相關(guān)軟件測驗，無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)能夠發(fā)揮出較好作用，對1OKV配電網(wǎng)的正常運作有著重要作用。

3 、補償無功功率，促進功率因數(shù)的有效提高

在電網(wǎng)運行的過程當(dāng)中，因為其中有很多非線性負載的運行，會在很大程度上增加有功功率的損耗，在負荷電流通過線路與變壓器的時候，將會有電能損耗的出現(xiàn)，從電能損耗的表達式可以發(fā)現(xiàn)，在線路以及變壓器輸送的有功功率保持不變的情況下，線路損耗和功率因素的平方是呈反比例的關(guān)系。由此可知，功率因素如果越低，那么所需要提供給電網(wǎng)的無功也就越多，線路損耗也就越大。所以說，在受電端進行無功補償裝置安裝以后，能夠在很大程度上降低負荷的無功功率損耗，從而使得線損耗得到很大程度的降低。

總之，電力已經(jīng)成為現(xiàn)代化建設(shè)的必要因素，對配電網(wǎng)進行無功優(yōu)化能夠有效改善電能質(zhì)量、提升電壓合格率、降低線損，減少碳排放和提升供電企業(yè)利潤，同時也是實現(xiàn)上述內(nèi)容的必然條件，因此進一步加強對其的研究非常有必要。本文分析了10kV配電網(wǎng)無功優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)設(shè)計，以期提供一些借鑒。

[1]張雪倩.10kV以下配電網(wǎng)無功電壓自動集中控制系統(tǒng)[D].蘇州大學(xué)，2013.

[2]李紅梅.配電網(wǎng)線損計算與無功優(yōu)化[D].沈陽工業(yè)大學(xué)，2005.

[3]王新年.配電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制研究[D].東南大學(xué)，2006.