淺議配網無功電壓優(yōu)化控制

周中華

【摘 要】配網電壓質量是影響電網安全、運行穩(wěn)定、能源節(jié)約的關鍵因素。對無功電壓進行有效優(yōu)化控制是確保配網正常運行、電壓穩(wěn)定高效的必要途徑。本文將針對我國無功電壓控制的現(xiàn)狀進行分析，討論配網無功電壓控制的形式與有效措施。

【關鍵詞】配網；無功電壓；集中控制

一、引言

電力產業(yè)隨著科學技術的發(fā)展與我國經濟的增長，有了長足的進步，由上世紀粗放的生產轉向環(huán)境友好、資源節(jié)約的又好又快發(fā)展。在這個發(fā)展趨勢下，給了電力系統(tǒng)的運行與管理提出了更高的要求，第一，要確保安全并且可持續(xù)的供電；第二，提升電能質量；第三，運行成本控制與資源的節(jié)約。

其中，電壓是衡量電力系統(tǒng)運行的重要指標，它決定了電能質量的高低、運行的安全以及對運行中消耗的控制，更決定了用戶能否正常使用。無功電壓是在電壓穩(wěn)定控制過程中越來越被重視的因素，電力系統(tǒng)無功補償不足，無功電壓問題處理不好，可以直接造成電壓不穩(wěn)。無功電壓的實時控制是處理好無功補償以及無功電壓問題的有效手段，是確保系統(tǒng)安全、可靠、降低網損、提高電壓穩(wěn)定性、以及實現(xiàn)自動監(jiān)控的重要方法。

二、配網無功電壓控制現(xiàn)狀

我國配網無功調節(jié)控制的水平由于受到整體技術、配套基礎設施狀況、自身設備情況、投資情況以及員工綜合素質等制約，無功電壓控制調節(jié)還存在著一些問題。但隨著政府與電力企業(yè)的重視，在投入與技術的水平上都有了較大的提升，無功電壓控制有了加大幅度的改進。無功電壓優(yōu)化控制技術的理論與技術在近年來，從國際到國內一直都被關注，在不斷的研究和實踐中，取得了一定的成果，由于我國在無功電壓控制的優(yōu)化研究上一般是借鑒國外的既有成果，對于自身的獨立科研水平有限，并且受到國家區(qū)域建設差異的限制，大部分電網的無功電壓控制采用的是分散調整的狀態(tài)，在計算和分析上都有差異，因此，需要在各方面進行提升。

另一方面，在變電站實施無功電壓控制的過程中，會出現(xiàn)變壓器并列調壓、無功倒送、分接頭和電容器動作次數(shù)過于頻繁卻缺乏協(xié)調、控制目標沒有以無功為目標等問題。這些問題，需要通過對無功電壓在控制方式上做出優(yōu)化來解決。對無功電壓的控制分為集中控制與就地分散控制。

三、配網無功電壓集中控制的技術分析

配網無功電壓集中控制集中控制是在調度端對整個系統(tǒng)進行分析、計算，然后由變電端控制，是在以SCADA系統(tǒng)技術、遠距離的數(shù)據(jù)、信息的遙信、遙測技術及遙控技術的準確性和穩(wěn)定性達到一定水平為基礎，在對狀態(tài)評估和負荷預測可以通過電網分析設備或系統(tǒng)可以進行在線實現(xiàn)的前提下，將傳統(tǒng)的優(yōu)化技術與系統(tǒng)控制相結合，實現(xiàn)配網電壓的無功集中控制。在控制方案上有以下幾個階段。

1.數(shù)據(jù)收集階段

集中控制的優(yōu)化首先要優(yōu)化數(shù)據(jù)計算速度與準確度，而數(shù)據(jù)計算要在“內存數(shù)據(jù)庫技術”的支持下才能提高效率，信息數(shù)據(jù)采集之后以內存互交形式存儲，有效的提高了硬盤的使用時限與使用效率。針對不同的傳輸協(xié)議與多種數(shù)據(jù)收集，可以采用“多線程技術”來保證數(shù)據(jù)收集效果與實時監(jiān)測的效果。

2.數(shù)據(jù)分析階段

集中控制在數(shù)據(jù)分析階段，首先將數(shù)據(jù)從SCADA數(shù)據(jù)庫進行讀取，保證集中控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理節(jié)點能有效并完整的錄入數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中要設定數(shù)據(jù)檢驗程序，如果數(shù)據(jù)在分析中發(fā)現(xiàn)不合理，應該顯示出錯，以防止不合理數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫要保證傳輸渠道順暢以及資源的共享順暢，以方便數(shù)據(jù)在傳輸與檢驗的過程中不出差錯與保持效率。最后，數(shù)據(jù)處理要根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸網絡保持能夠遠程操作，以便檢修。

3.數(shù)據(jù)庫的檢驗

數(shù)據(jù)庫檢驗原則要以實時有效為準，數(shù)據(jù)庫不但要具有容納所有的實時數(shù)據(jù)的功能，還要做好實時的統(tǒng)計記錄與分析。要檢驗數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的實時有效性，無論是數(shù)據(jù)收集階段還是數(shù)據(jù)分析階段，需要保證數(shù)據(jù)的準確穩(wěn)定。

四、配網無功電壓就地分散控制的技術分析

就地分散控制則與集中控制方式在原理上相反。它是將數(shù)據(jù)分散在各子系統(tǒng)上運行，實現(xiàn)資源的優(yōu)化。就地分散需要對電力系統(tǒng)中龐大的各子系統(tǒng)群進行緊密的聯(lián)系，進而保證整個系統(tǒng)的優(yōu)化運行。就單個子系統(tǒng)來說，對于電壓合格率和電容器利用率是一種效率上的提高，但是在全網來看，它不能保證全網的運行優(yōu)化，需要與集中控制相結合。

就地分散控制的原則是控制無功缺額完全補償?shù)钠钤谝欢ǖ姆秶鷥取τ陔娙萜?，統(tǒng)一投入運行或是推出運行。電容器的負荷變化具有隨機性，電網中的無功功率也是不斷變化的，因此電容器無功補償方面存在著偏差。要保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，就要將這個偏差保持在一定范圍內。具體實施分以下幾步：一是對變壓器分接頭的控制，在各變電站實行分散就地控制。二是按照就地平衡的原則，在電容器組投入運行時，如果無功偏差在允許的范圍內，或是直接能夠起到明顯的補償效果，則由各變電站就地分散控制。假如，投入運行出現(xiàn)過補償較大的情況，下級變電站無法確定是否應當投入電容器運行時，則通過上級變電站實行集中控制。三是對于電容器就地投切控制，而當系統(tǒng)的負荷變化較大且分布不合理時，則需要上級電網進行無功電壓的集中控制。

五、配網無功電壓控制策略

由于無功電壓的控制受到設備、地域等限制，因此在分散控制與集中控制上，需要調整策略，選擇最優(yōu)化的方案。在配網無功電壓實時集中控制的優(yōu)化技術的實施方面，要做好以下幾點：

第一，確保數(shù)據(jù)傳輸暢通，進行網絡傳輸通道優(yōu)化。在通過“內存數(shù)據(jù)庫技術”保證數(shù)據(jù)存儲、傳輸與分析的安全，保證計算機與系統(tǒng)硬盤的使用效果，與數(shù)據(jù)的正常使用，定期對計算機系統(tǒng)進行維護，防止硬盤與數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)損壞。在系統(tǒng)運行上，要保證數(shù)據(jù)傳輸、使用與共享的穩(wěn)定，綜合應用計算機系統(tǒng)與“多線程技術”的配合，加強配合的連續(xù)性與互補性。在網絡優(yōu)化時要進行實時監(jiān)測和控制，以確定定時器的使用正常。通過上述關鍵點的把控，能夠確保網絡傳輸通道的的暢通，保證數(shù)據(jù)的準確與信息的共享安全，進而使多項指令在共同發(fā)生時，無功優(yōu)化系統(tǒng)能夠準確的發(fā)揮作用。

第二，現(xiàn)場技術設備的優(yōu)化。根據(jù)電壓控制的具體情況與不同地域的設備情況，無功電壓實時優(yōu)化集中控制系統(tǒng)的完成需要多種設備甚至新老設備的完美配合，其中，在系統(tǒng)運行中，保證指變壓器的正常使用與運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸可靠無誤。就要對變壓器設備的維護與保養(yǎng)，及在設備的質量監(jiān)測上多下功夫，設計可調整兼?zhèn)渥詣雍腿斯さ牟僮骺刂葡到y(tǒng)，使得控制更加全面。

第三，系統(tǒng)調度。集中控制要實現(xiàn)多項指令的同時執(zhí)行，這就需要系統(tǒng)實現(xiàn)更加全面的實時調度。SCADA系統(tǒng)要發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸和安全控制的同時，對于數(shù)據(jù)的實時分析與調度功能要充分發(fā)揮，因此，對接計算機軟件要性能穩(wěn)定，在調度系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息傳輸與分析時，方便無功系統(tǒng)的優(yōu)化。SCADA系統(tǒng)在無功電壓運行的優(yōu)化管理中，上級管理部門要兼顧對各個網點、站點要進行統(tǒng)一的規(guī)劃管理，在配網無功電壓實時優(yōu)化集中控制系統(tǒng)運行上實現(xiàn)可調節(jié)和可控制。

另外，在當優(yōu)化失敗或者是計算出現(xiàn)較大偏差時，要有效利用無功就地平衡、變壓器分接頭調整以及遠程遙測、遙控等技術。要在無功負荷就地平衡的基礎上，對變壓器分接頭和電容器組的投切實現(xiàn)在各變電站的就地分散控制。當不能實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)調度與處理時，需要各變電站就地分散控制同上級調度的集中控制結合起來，以保證全網的安全經濟運行。

參考文獻：

[1]王濤，陳偉，龍偉.區(qū)域電網無功優(yōu)化集中控制系統(tǒng)應用探討[J].電工技術，2011，（12）.

[2]寧愛華.區(qū)域網無功電壓優(yōu)化集中控制技術及其有效性評價[J].中國電力教育，2013，（33）.

[3]余劍冰.廣西欽洲電網的無功電壓實時控制系統(tǒng)[J].廣西電力，2009，15（10）：12-15.