無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用探究

張曉斌

摘要：在電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行中，無功電壓管理起著非常重要的作用，也是自動(dòng)優(yōu)化調(diào)度的必然措施。特別是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，人民生活水平大大提高，對(duì)電力資源的需求和利用也越來越廣泛，這都增加了電力系統(tǒng)自身的負(fù)擔(dān)。電力調(diào)度中心利用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，并能履行值班人員的職責(zé)。將無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)引入變電站自動(dòng)化領(lǐng)域，也可以減少員工的各種誤差，保證變電站輸電的整體效率。因此，重視無功電壓的管理是非常重要的。

關(guān)鍵詞：無功電壓;自動(dòng)控制技術(shù);電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng);應(yīng)用探究

導(dǎo)言：隨著國(guó)家建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力企業(yè)需要增加電力供應(yīng)，這對(duì)電力企業(yè)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。電力企業(yè)的更好發(fā)展需要加強(qiáng)對(duì)電力資源的控制，加強(qiáng)對(duì)電力的控制，保證電力資源的有效利用。電力企業(yè)的發(fā)展需要采用多種技術(shù)來促進(jìn)自身的發(fā)展，保證電力系統(tǒng)的有效利用。目前，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是電力工作中應(yīng)用的主要技術(shù)，采用這些技術(shù)可以促進(jìn)電力企業(yè)的更好發(fā)展。為了更好地處理電力生產(chǎn)、供配電等方面的關(guān)系，需要不斷提高配電調(diào)度能力，也需要加強(qiáng)各種技術(shù)的應(yīng)用，從而促進(jìn)管理的順利進(jìn)行，保證電力調(diào)度系統(tǒng)的有效使用。

1無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)和電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)概述

無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)是對(duì)電力資源、線路、設(shè)備電壓等進(jìn)行控制，以保證電力資源的利用和電能質(zhì)量。無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，它可以對(duì)電網(wǎng)異常進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)電網(wǎng)中的異常電能進(jìn)行調(diào)整，可以有效地提高工作效率。另外，還有一個(gè)報(bào)警機(jī)制，可以對(duì)問題進(jìn)行報(bào)警，強(qiáng)化監(jiān)控功能。

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要組成部分，主要實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化，促進(jìn)變電站自動(dòng)化管理，保證工作的順利進(jìn)行。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用可以評(píng)估電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，了解存在的問題，提出合理的解決方案，保證電力企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)思路

在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，控制代理是控制無功電壓的主要設(shè)備。為了擴(kuò)大無功和電壓的控制范圍，應(yīng)根據(jù)不同調(diào)度中心發(fā)電機(jī)和電抗器的數(shù)量來確定藥劑的數(shù)量。以公共代理為例，當(dāng)母線電壓為220kV時(shí)，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)很難對(duì)無功電壓進(jìn)行控制。因此，利用無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的核心代理可以優(yōu)化母線控制，提高電網(wǎng)運(yùn)行的平衡性。

2.2智能學(xué)習(xí)

無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的智能學(xué)習(xí)方法包括分區(qū)學(xué)習(xí)、調(diào)壓學(xué)習(xí)和無功優(yōu)化學(xué)習(xí)三部分。以無功優(yōu)化學(xué)習(xí)為例，如果電力自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)不能保持本地?zé)o功平衡，可以向代理發(fā)送請(qǐng)求，此時(shí)代理將響應(yīng)并計(jì)算待購無功量，從而調(diào)整系統(tǒng)信息。需要注意的是，只有當(dāng)總線電壓高于220kV時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)智能學(xué)習(xí)。

2.3控制模式

控制方式設(shè)計(jì)：（1）提取電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。（2）計(jì)算電力系統(tǒng)母線電壓的最大值和最小值，判斷是否存在電壓超限問題。（3）在無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)下，當(dāng)電壓超過極限值時(shí)，需要向智能體發(fā)送無功電壓自動(dòng)控制請(qǐng)求，以實(shí)現(xiàn)無功電壓的最優(yōu)控制。

2.4調(diào)節(jié)方式與指令

對(duì)于以無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)為核心的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)方式和指令方式的設(shè)計(jì)方法如下：（1）調(diào)節(jié)方式：對(duì)于電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的控制單元，該調(diào)節(jié)裝置可用于機(jī)組無功功率和指令差的比較過程。確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種差異。（2）主站指令：電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行周期為15s，以避免機(jī)組調(diào)節(jié)過于頻繁。本課題決定將指令間隔控制在5mvar。

3無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方式

3.1目標(biāo)系統(tǒng)

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)系統(tǒng)，也是電力系統(tǒng)的核心組成部分，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包括信息采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、指揮執(zhí)行系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)等，可采用無人控制或半人工控制方式正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。在其運(yùn)行過程中，主要負(fù)責(zé)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度，發(fā)現(xiàn)問題后進(jìn)行自修，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，首先要充分了解目標(biāo)系統(tǒng)的功能。

3.2后臺(tái)軟件的實(shí)現(xiàn)

在具體的技術(shù)應(yīng)用過程中，后臺(tái)軟件支持無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵。無功電壓自動(dòng)控制的主要功能需要在后臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。后臺(tái)控制軟件不僅是一個(gè)獨(dú)立的軟件，而且是一個(gè)大型軟件的子模塊。在自動(dòng)調(diào)度過程中，在統(tǒng)一的軟件平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理的控制功能，可以充分提高數(shù)據(jù)共享率，滿足系統(tǒng)運(yùn)行控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需要。在自動(dòng)數(shù)據(jù)處理和控制模式下，軟硬件系統(tǒng)的有效集成可以降低無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的投資成本，降低運(yùn)行難度。目前，無功電壓自動(dòng)控制軟件運(yùn)行過程簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)軟件與自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化連接，從而提高運(yùn)行控制效率。在無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用過程中，必須重視后臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)解決以往無功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)和后臺(tái)軟件數(shù)據(jù)傳輸效率低的問題，進(jìn)一步提高應(yīng)用效果采用無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

3.3無功電壓自動(dòng)控制網(wǎng)

除了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式外，獨(dú)立的自動(dòng)控制裝置也是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的主要應(yīng)用模式。這樣，就把無功電壓獨(dú)立自動(dòng)控制裝置作為數(shù)據(jù)處理的核心。具有完整的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制功能。無需其他設(shè)備、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的處理，即可完成控制和調(diào)節(jié)操作。因此，獨(dú)立的自動(dòng)控制裝置通常具有較高的運(yùn)行效率。生成的控制指令簡(jiǎn)單高效，可手動(dòng)調(diào)整各種參數(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，獨(dú)立的無功電壓自動(dòng)控制裝置對(duì)硬件設(shè)施要求較高，往往需要增加大量的設(shè)備，而且裝置的安裝也比較復(fù)雜。在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)變電站的實(shí)際需要和成本約束，合理選擇各種類型的無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)，以提高電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行能力，降低投入成本無功電壓自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要應(yīng)用模式之一。利用該網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了無功電壓自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的功能。它具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理和控制技術(shù)。它是基于自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來解決傳統(tǒng)控制方案中的信息傳輸問題。電力調(diào)度自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)具有完整的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制和完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無功電壓自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)可以直接利用其通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸。在網(wǎng)絡(luò)通信過程中，可分為兩部分：（1）從無功電壓自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)到電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸，主要是控制信息;（2）電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)向無功電壓自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸，主要是采集到的第一手?jǐn)?shù)據(jù)信息。然后利用上述后臺(tái)控制軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，生成正確的控制指令，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下形成有效的信息閉環(huán)。因此，在無功電壓自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)通信的質(zhì)量將直接影響其控制精度。為了提高網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的質(zhì)量，需要先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和抗干擾技術(shù)。

3.4獨(dú)立自動(dòng)控制裝置的應(yīng)用

處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方式外，獨(dú)立自動(dòng)控制裝置也是無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的主要應(yīng)用形式。該方式是將獨(dú)立的無功電壓自動(dòng)控制裝置作為數(shù)據(jù)處理核心，其擁有完整的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、控制功能，不需要經(jīng)過其他裝置、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的處理，即可完成控制和調(diào)節(jié)操作。因此，獨(dú)立自動(dòng)控制裝置通常具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。其生成的控制指令較為簡(jiǎn)單，指令執(zhí)行效率高，各類參數(shù)可以進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。但在實(shí)際投用過程中，獨(dú)立無功電壓自動(dòng)控制裝置對(duì)硬件設(shè)施有較高要求，往往需要新增大量設(shè)備，而且裝置安裝較為復(fù)雜。在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)變電站的實(shí)際需求和成本限制條件等，對(duì)各類無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行合理選擇，在提高電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行能力同時(shí)，降低投入成本除了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式外，獨(dú)立的自動(dòng)控制裝置也是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)的主要應(yīng)用模式。這樣，就把無功電壓獨(dú)立自動(dòng)控制裝置作為數(shù)據(jù)處理的核心。具有完整的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制功能。無需其他設(shè)備、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的處理，即可完成控制和調(diào)節(jié)操作。因此，獨(dú)立的自動(dòng)控制裝置通常具有較高的運(yùn)行效率。生成的控制指令簡(jiǎn)單高效，可手動(dòng)調(diào)整各種參數(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，獨(dú)立的無功電壓自動(dòng)控制裝置對(duì)硬件設(shè)施要求較高，往往需要增加大量的設(shè)備，而且裝置的安裝也比較復(fù)雜。在實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)變電站的實(shí)際需要和成本約束，合理選擇各種類型的無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)，以提高電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行能力，降低投入成本。

結(jié)束語

電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度運(yùn)行將明顯促進(jìn)未來電力系統(tǒng)的發(fā)展，保證電力運(yùn)行的可靠性，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)十分有利。無功電壓管理在一定程度上提高了自動(dòng)調(diào)度的運(yùn)行效率，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的未來發(fā)展具有一定的意義。因此，電力行業(yè)人員應(yīng)重視電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度中無功電壓管理的深入研究和優(yōu)化，確保電網(wǎng)系統(tǒng)的逐步自動(dòng)化，促進(jìn)電力行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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