無功電壓優(yōu)化控制是保證縣級電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的一項重要手段，是提高電能質(zhì)量的有效措施,。本文分析了無功電壓化控制系統(tǒng),。希望本文的研究能為相關(guān)領(lǐng)域的研究帶來新的啟示。
要解決電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化控制的問題,，就是要研制一套系統(tǒng),，來實時調(diào)節(jié)電網(wǎng)中各變電所主變有載調(diào)壓開關(guān)與電容器投切。該系統(tǒng)從調(diào)度SCADA系統(tǒng)采集全電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù),，利用專家系統(tǒng),、潮流計算等方法進行計算，形成控制指令,。
無功電壓化控制系統(tǒng)的組成,、實現(xiàn)方法和計算流程
一、系統(tǒng)的組成
調(diào)度自動化系統(tǒng),、變電所綜合自動化系統(tǒng)和信息網(wǎng)的實施,，實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)的采集和傳輸，為縣級無功電壓優(yōu)化控制打下了基礎(chǔ),，無功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)線圖,，該系統(tǒng)采用一臺無功電壓優(yōu)化工作站從調(diào)度SCADA系統(tǒng)采集全網(wǎng)各變電所實時運行數(shù)據(jù)，進行無功電壓優(yōu)化計算,，無功潮流計算,，無功電壓潮流綜合優(yōu)化計算后，形成主變有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)節(jié)指令、電容器開關(guān)投切指令以及相關(guān)控制信息,，然后將控制信息發(fā)送至調(diào)度自動化系統(tǒng)執(zhí)行,，此后循環(huán)往復(fù)。
二,、實現(xiàn)方法
電網(wǎng)主要由變電所和輸電線路構(gòu)成,，電網(wǎng)一般有220kV、110kV和35kV三個電壓等級的變電所,，主變一般均為有載調(diào)壓,，變電所低壓側(cè)母線上均配有無功補償裝置。
在電網(wǎng)正常運行時,，假設(shè)電網(wǎng)中各變電所無功功率均在合理的范圍內(nèi),，此時若1（或2）變電所10kV母線電壓偏移合格范圍，此時應(yīng)分析同電源同電壓等級的2變電所（或1變電所）和上一級3變電所電壓情況,，若1（或2）變電所10kV母線電壓越限，則僅調(diào)節(jié)1（或2）變電所主變有載調(diào)壓開關(guān)檔位,，若1,、2、3變電所10kV母線電壓同時越上限或超下限,，則應(yīng)調(diào)節(jié)3變電所主交主交有載調(diào)壓開關(guān)檔位,，使電壓恢復(fù)到正常范圍之內(nèi)。
若所有變電所電壓都在合格范圍之內(nèi),，當流經(jīng)1（或2）變電所主變10kV側(cè)無功加上流經(jīng)變電所主變空載無功功率大于本變電所1OkV電容器容量一半時（具體大到多少可以設(shè)定）,，若該電容器投入后流經(jīng)3變電所1tOkV側(cè)A點無功功率不發(fā)生向220kV變電所倒送，此時1（或2）變電所的電容器即可投入,，對于3,、4、5,、6這4個變電所的10kV電容器投入條件同1（或2）變電所,，但要求220kV變電所B點無功不發(fā)生向220kV側(cè)電網(wǎng)倒送，從而實現(xiàn)無功分層平衡,。
在電網(wǎng)中,，4變電所內(nèi)為二臺主變，如果此時電壓偏高,，4變電所內(nèi)主變有載調(diào)壓開關(guān)檔位已調(diào)至1檔,，而且上一級變電所主變有載調(diào)壓開關(guān)檔位也已調(diào)至1檔，4變電所內(nèi)電容器已切除,，此時4變電所10kV母線電壓仍越上限,，此時如果4變電所中1臺主變能承擔全部負荷，則可退出4臺變電所一臺主變，即降低了4變電所10kV母線電壓,，同時又實現(xiàn)了變壓器的經(jīng)濟運行,。
三、計算流程
無功電壓優(yōu)化系統(tǒng)首先從調(diào)度SCADA采集全電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù),，然后以全電網(wǎng)電能損耗zui小為目標函數(shù),，利用數(shù)學(xué)模型，求解主變分接開關(guān)*檔位數(shù),、電容器*投入容量和電網(wǎng)*運行電壓等,。再利用已求*解，求得電容器投切次數(shù)和主變有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù),。
限定全電網(wǎng)電能損耗zui小數(shù)值范圍,，在zui小數(shù)值范圍內(nèi)，多次求得次優(yōu)解,，再計算出電容器與主變有載調(diào)壓開關(guān)動作次數(shù),。當動作次數(shù)zui少時對應(yīng)的解即為*解。然后發(fā)出控制指令,，執(zhí)行電容器投切與主變有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)節(jié)操作,。
四、運行數(shù)據(jù)的采集與傳輸
無功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和控制出口都通過調(diào)度自動化系統(tǒng),，將分布在各個變電所的控制,、保護、測量等實時信息迅速,、準確,、可靠地采集并傳輸?shù)秸{(diào)度中心。這些信息可分為兩大類,，一類是縣級電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息,，包括變壓器、輸電線路的等值參數(shù),、開關(guān)位置等,，另一類是運行狀態(tài)信息，包括變電所母線電壓,、變壓器,、線路、電容器有功,、無功功率等,。
調(diào)度自動化系統(tǒng)主網(wǎng)采用雙100M以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。通過100M的集線器/交換機構(gòu)建主網(wǎng),，運用調(diào)度自動化系統(tǒng)軟件,，對各變電所實時數(shù)據(jù)進行采集處理。
各變電所實時數(shù)據(jù)的采集是通過各變電所綜合自動化系統(tǒng)來完成的。變電所綜合自動化系統(tǒng)是調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備,，負責各種信息的“上傳下達”工作,，是縣級電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)囊粋€重要的環(huán)節(jié)。它集數(shù)據(jù)采集,、微機監(jiān)控,、微機保護于一體，對變電所設(shè)備實施遙測,、遙信,、遙控、遙調(diào),，即“四遙”,。
信息的傳輸是一個非常重要的環(huán)節(jié)，變電所的各種實時信息要上傳給調(diào)度中心,，由調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控中心,、監(jiān)控中心的各種命令要下達到各個變電所，這種信息交換時刻都在進行著,，因此信息的傳輸環(huán)節(jié)必須準確可靠,，縣級電網(wǎng)一般依靠光纖通信去完成變電所綜合自動化系統(tǒng)與調(diào)度中心信息傳輸。
五,、系統(tǒng)安全控制
無功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)的安全策略,。預(yù)算10kV母線電壓,，防止電容器投切振蕩：預(yù)算無功負荷隨電壓交化量,，防止主變有載分接開關(guān)調(diào)節(jié)振蕩；雙主變并聯(lián)運行,，先調(diào)節(jié)可能發(fā)生拒動的主變有載分接開關(guān),，以免發(fā)生另一臺主變有載分接開關(guān)往返調(diào)節(jié)：根據(jù)負荷變化趨勢，決定是否實施逆調(diào)壓,，以減少設(shè)備動作次數(shù),；設(shè)備每日容許動作次數(shù)及動作間隔可迸行人工設(shè)置。并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)設(shè)備動作次數(shù)按時段和負荷優(yōu)化分配,；電容器,、主變及有載調(diào)壓開關(guān)異常變位系統(tǒng)進行自動閉鎖，且必須人工解鎖,。電網(wǎng),、設(shè)備運行數(shù)據(jù)異常自動閉鎖。10KV發(fā)生單相接地電容器自動閉鎖,。系統(tǒng)數(shù)據(jù)不刷新自動閉鎖,；
計算機與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩呗浴Ｊ褂昧?ldquo;內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)”，極大的提高了數(shù)據(jù)存取速度,，為無功優(yōu)化的快速計算提供了可能,。同時，由于大量數(shù)據(jù)只與內(nèi)存交互而不存取硬盤,，防止了硬盤的早損,；使用了“多線程技術(shù)”，實現(xiàn)了無功優(yōu)化系統(tǒng)并發(fā)事件的執(zhí)行,，達到實時控制的效果,；動態(tài)使用好定時器的個數(shù)，防止計算機系統(tǒng)運行性能的下降,；根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的類型和要求的不同,，采用不同的傳輸協(xié)議。對于量大的重要的數(shù)據(jù)傳送采用TCP/IP協(xié)議,，對于量少的需要廣播的數(shù)據(jù)傳輸采用UDP協(xié)議,，這樣提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸效率和安全性；采用數(shù)據(jù)傳輸“回校”功能,，即網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)接受方向必須再向傳輸方進行一次數(shù)據(jù)返送校驗,，以核實數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。
無功電壓優(yōu)化運行管理的安全策略,。制定“縣級電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化運行集中控制系統(tǒng)”運行管理規(guī)程,，并進行操作培訓(xùn)；廠,、站,、點號的調(diào)整必須嚴格保證無功優(yōu)化系統(tǒng)與調(diào)度SCADA系統(tǒng)的一致性。手動操作時,，應(yīng)先對無功優(yōu)化系統(tǒng)進行閉鎖,；實施用戶級別控制，使不同的用戶具有不同的權(quán)限,。同時,，用戶對系統(tǒng)的修改，系統(tǒng)將自動保存用戶名稱,、修改時間,、修改內(nèi)容等；無功優(yōu)化系統(tǒng)所作的操作記錄,，必須妥善保管,，以各安全分析。