主動(dòng)配電網(wǎng)背景下無(wú)功電壓控制方法綜述

劉鐵

摘 要：如果不能有效的利用能源，那么就會(huì)出現(xiàn)巨大的問(wèn)題。尤其是電力方面，更是科技發(fā)展中的重中之重。其中較為重要的一種就是主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃。本文就針對(duì)當(dāng)前主動(dòng)配電網(wǎng)的情況進(jìn)行探究，來(lái)得出無(wú)功電壓控制方法。

關(guān)鍵詞：智能電能表；供區(qū)配電網(wǎng)；無(wú)功優(yōu)化；協(xié)調(diào)控制

隨著社會(huì)發(fā)展速度的不斷加快，用電需求日益增加，傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足日益提高的用電負(fù)荷。基于此，出現(xiàn)了分布式能源系統(tǒng)，其具有環(huán)保、節(jié)能、高效的特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。分布式能源系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)重要技術(shù)，對(duì)于分布式能源及電網(wǎng)安全運(yùn)行都有著重要的作用。該技術(shù)能夠有效地避免配電系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中的電能消耗過(guò)多等問(wèn)題，防止分布式能源應(yīng)用質(zhì)量受到影響，具有重要的應(yīng)用意義。也正因?yàn)榉植际侥茉吹陌l(fā)展逐步完善，我國(guó)的主動(dòng)配電網(wǎng)才得以進(jìn)行建設(shè)。但是也正因?yàn)檫@種技術(shù)的應(yīng)用，就導(dǎo)致無(wú)功電壓的控制相對(duì)困難，這就需要有全新的方法對(duì)其進(jìn)行控制。

1 控制策略分析

在嚴(yán)格的學(xué)術(shù)領(lǐng)域上，其實(shí)是不存在無(wú)功電壓這一定義的。其主要出現(xiàn)的原因還是在實(shí)際中，無(wú)功電流的理論，導(dǎo)致了無(wú)功電壓雖然沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的定義，卻確實(shí)存在。在這種情況下，對(duì)于無(wú)功電壓的研究就顯得非常重要。因?yàn)闊o(wú)功電流是需要在一個(gè)穩(wěn)定且恒定的環(huán)境下才能夠產(chǎn)生的，其自身不會(huì)出現(xiàn)太大的問(wèn)題。但是無(wú)功電壓卻是在不恒定的情況下產(chǎn)生，一旦其出現(xiàn)，很容易造成配電網(wǎng)損壞。在這種情況下，就需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的控制。甚至研究出多級(jí)策略，來(lái)保證其在可控范圍內(nèi)。

1.1 第一級(jí)策略

第一級(jí)策略指的是在配電網(wǎng)中，讓配電站和下設(shè)的一系列線路能夠保持協(xié)調(diào)穩(wěn)定。其主要的做法步驟應(yīng)該分為如下幾個(gè)：首先是確保母線的合格。因?yàn)槟妇€如果不合格，那么后續(xù)的工作也就無(wú)法完成，而且很可能出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。在這種情況下，也就不可能保證無(wú)功電壓的控制。然后是通過(guò)智能功用電壓器來(lái)對(duì)配變電壓進(jìn)行采集。這個(gè)采集通常是需要以多臺(tái)數(shù)據(jù)為參考。因?yàn)槊恳慌_(tái)電壓器都有著或多或少的不同，就導(dǎo)致了采集出來(lái)的數(shù)字存在著相對(duì)誤差。只有經(jīng)過(guò)多次采集測(cè)量，才能夠知道其最優(yōu)的母線變壓值。最后是將母線變壓值作為一個(gè)基礎(chǔ)的參數(shù)，在主網(wǎng)AVC中進(jìn)行應(yīng)用，這樣可以在一定程度上提升主網(wǎng)的變壓調(diào)壓能力。

1.2 第二級(jí)策略

第二級(jí)策略指的是將主干線路的設(shè)備同配變間的電壓進(jìn)行一個(gè)相互協(xié)調(diào)。同上一級(jí)策略相比，這一級(jí)策略就相對(duì)復(fù)雜的多。因?yàn)槠湔{(diào)節(jié)的設(shè)備非常多，大致有串聯(lián)電容器，無(wú)補(bǔ)償和線路調(diào)壓器等部分。其影響的范圍也更加的廣泛，包含了安裝點(diǎn)后的全部配變。而在進(jìn)行策略制定的時(shí)候，一定要完全按照逆調(diào)壓的原則進(jìn)行，憑借著采集到的安裝點(diǎn)配變電壓，讓它能夠和負(fù)荷預(yù)測(cè)的一些數(shù)值結(jié)合在一起，同時(shí)，要讓串聯(lián)電容器與線路調(diào)壓器能夠進(jìn)行自動(dòng)跳檔。然后降低其動(dòng)作的次數(shù)，在所有設(shè)備上進(jìn)行均衡。做完這些工作，就可以與上一級(jí)的策略相互結(jié)合。由于時(shí)間對(duì)于效果的影響，這一級(jí)策略一般需要在五分鐘之內(nèi)完成。否則就會(huì)導(dǎo)致其失效。

1.3 第三級(jí)策略

第三級(jí)策略主要是指配變和低壓用戶之間的電壓協(xié)調(diào)。這一方面可以就兩個(gè)主要部分來(lái)區(qū)分，即有載調(diào)壓配變、無(wú)載調(diào)壓配變。對(duì)于前一個(gè)而言，借助采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且要顧及用戶電壓以及變壓器的功率因數(shù)，進(jìn)而有效的對(duì)有載調(diào)壓配變檔位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。和前面講的一樣，對(duì)于其檔位的調(diào)整受到每日次數(shù)的限制，因此也可以對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)遙控。對(duì)于無(wú)載調(diào)壓配變部分來(lái)說(shuō)，由于其在街頭調(diào)價(jià)中沒(méi)有相應(yīng)數(shù)據(jù)參考以及較為全面的策略，系統(tǒng)就根據(jù)相關(guān)的資料信息，并結(jié)合季節(jié)性負(fù)荷來(lái)對(duì)電壓進(jìn)行改變，從而制定出關(guān)于分接頭的最優(yōu)策略，進(jìn)而更好的對(duì)無(wú)載配變檔位進(jìn)行調(diào)整。

2 主配電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制架構(gòu)

2.1 變電站區(qū)域控制裝置

其裝置能夠得到變電站內(nèi)部有關(guān)電壓無(wú)功設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，接著將其發(fā)送給主網(wǎng)AVC，與主站進(jìn)行協(xié)調(diào)，根據(jù)主網(wǎng)的求解獲得所在地母線的無(wú)功范圍及最優(yōu)電壓。再者，根據(jù)變電站內(nèi)設(shè)備的約束條件，動(dòng)作次數(shù)及控制范圍，進(jìn)而對(duì)相應(yīng)的投切區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)。

2.2 分布式配電網(wǎng)控制器

能夠控制饋線上的所有電壓無(wú)功設(shè)備，從而獲得調(diào)節(jié)配電網(wǎng)AVC的具體電壓及無(wú)功的有關(guān)命令，接著執(zhí)行遙控操作，實(shí)現(xiàn)具體的操作控制功能。具體而言，重點(diǎn)是其能夠?qū)τ休d調(diào)壓變、低壓SVG、線路調(diào)壓器等進(jìn)行控制。還要對(duì)不同饋線的無(wú)功裕度進(jìn)行定期數(shù)據(jù)上傳，主要向AVC配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)作。

2.3 配電網(wǎng)智能控制器

作為本地的控制器，可以對(duì)不同終端一次設(shè)備進(jìn)行控制，比如線路無(wú)功補(bǔ)償裝置及配變低壓臺(tái)區(qū)無(wú)功補(bǔ)償裝置。根據(jù)配電網(wǎng)的相關(guān)特征，該裝置可以對(duì)不同的通信條件進(jìn)行適應(yīng)，并可以自行上傳監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。能夠根據(jù)負(fù)荷的相應(yīng)變化對(duì)指令做出相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)動(dòng)作具體次數(shù)進(jìn)行改良，進(jìn)而最大程度的降低事故發(fā)生的概率。在出現(xiàn)通信故障時(shí)，能夠進(jìn)行就地優(yōu)化。

最后兩個(gè)在應(yīng)用上面相對(duì)一致的構(gòu)架設(shè)計(jì)，是將嵌入式模塊作為基礎(chǔ)，并且加入了Linux系統(tǒng)，進(jìn)而使其在具體功能上具有一定的多樣性。具體有：上下級(jí)協(xié)調(diào)機(jī)制接口、數(shù)據(jù)采集、指令執(zhí)行通道等。上述模塊可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的不同情況以及通信的不同類型等進(jìn)一步明確子站的具體位置是在變壓站側(cè)還是調(diào)度側(cè)。子站的實(shí)際位置部署對(duì)于調(diào)控側(cè)而言，其可以更方便的對(duì)調(diào)控中心進(jìn)行維護(hù)控制，而如果在變電站側(cè)則可以幫助其更好的對(duì)相應(yīng)的安全進(jìn)行控制且加快了執(zhí)行的速度。

3 應(yīng)用分析

就某個(gè)電壓為35kV的變電站，其中可以進(jìn)行公用的配變?cè)O(shè)備為211臺(tái)，下屬線路數(shù)量為9，電壓為10kV，其中有5座小型水電設(shè)備，裝機(jī)的總體容量為4830KW。10kV的母線電壓變壓站，可能會(huì)由于小水電的電量問(wèn)題而出現(xiàn)不合乎規(guī)格的現(xiàn)象。對(duì)于水資源減缺的時(shí)期，其母線電壓比較低，因此就必須要借助人力對(duì)其進(jìn)行升調(diào)；在水源較為充足的時(shí)期，相對(duì)來(lái)說(shuō)母線電壓較高，而在某些階段變電站并沒(méi)有合適的方法對(duì)其進(jìn)行降壓處理。10kV中壓線路其主要干線路段較長(zhǎng)，且存在很多分支，線路的尾端電壓較小，有些地段已達(dá)8.7kV。臺(tái)區(qū)配變屬于無(wú)載調(diào)壓配變，由于不同的時(shí)段季節(jié)等因素的影響，會(huì)使其負(fù)荷發(fā)生改變，這個(gè)時(shí)候就需要員工對(duì)其進(jìn)行停電處理，然后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)；臺(tái)區(qū)無(wú)功補(bǔ)償不夠，實(shí)際測(cè)量的臺(tái)區(qū)功率因數(shù)在負(fù)荷最低的時(shí)候?yàn)?.94，在負(fù)荷最高的時(shí)候?yàn)?.79。此外，在這個(gè)變壓站下其電壓在198V下的用戶數(shù)量多達(dá)700以上，電壓的合格程度也比較高。

4 結(jié)束語(yǔ)

主動(dòng)配電網(wǎng)是當(dāng)前電力發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，在這個(gè)趨勢(shì)下，對(duì)于無(wú)功電壓的控制就成為了非常重要的一個(gè)項(xiàng)目。因?yàn)闊o(wú)功電壓是實(shí)際中出現(xiàn)的一種情況，而且理論相對(duì)模糊，所以就需要各個(gè)部門(mén)不斷的加強(qiáng)研究，才能夠應(yīng)對(duì)無(wú)功電壓出現(xiàn)的情況，從而更好的讓主動(dòng)配電網(wǎng)發(fā)揮出去作用。

參考文獻(xiàn)

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