試論多種低壓智能配電設(shè)備協(xié)調(diào)運行控制系統(tǒng)

鈔明

摘 要：本文主要分析多種低壓智能配電設(shè)備聯(lián)合運行的特點，并研究了其協(xié)調(diào)控制運行的特點，結(jié)合了相關(guān)實測案例，以求能夠相關(guān)單位正確認(rèn)識電能質(zhì)量改善效果，為國家智能電腦網(wǎng)協(xié)調(diào)控制提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：低壓智能配電設(shè)備；協(xié)調(diào)控制；電能

近年來，隨著我國電能不斷發(fā)展，大量的電力問題如電網(wǎng)無功、三相不穩(wěn)定、電壓波動等問題逐漸出現(xiàn)，其不管給電網(wǎng)設(shè)備造成了很大的問題，如過于嚴(yán)重的線路消耗，其還影響了電力系統(tǒng)的安全問題運行。為了全面解決電網(wǎng)運行中存在的問題，低壓電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)了智能化的轉(zhuǎn)變。目前，我國的配電網(wǎng)系統(tǒng)對于改善電能質(zhì)量的配電網(wǎng)設(shè)備主要包括無功補償裝置，濾波、低壓三相不平衡的補償裝置，智能調(diào)節(jié)裝置等。這些裝置能夠改善電能治理，幫助解決一些電能質(zhì)量問題等。本文針對此問題提出了相關(guān)的低壓聯(lián)合運行概念，分析了多種智能配電系統(tǒng)在公用電網(wǎng)中合理運行，希望能夠為有效解決低壓配電網(wǎng)中的問題做出參考借鑒。

1.低壓智能配電設(shè)備協(xié)調(diào)控制設(shè)計

一般而言，無功補償裝置和三相不平衡負(fù)載補償裝置的只能協(xié)調(diào)運行，需要電網(wǎng)發(fā)揮信息采集、數(shù)據(jù)分析和處理的功能，建議系統(tǒng)可以按照預(yù)先設(shè)置的控制策略，借助實時采集系統(tǒng)的電網(wǎng)、電壓、電網(wǎng)電流和相關(guān)負(fù)載電流等，全面分析，計算無功率，諧波和一些三相不平衡的參數(shù)，通過此方式來分析高速數(shù)據(jù)的總線，最終實時控制外部多種智能電壓設(shè)備的協(xié)調(diào)運行。

一般而言，要想提高電網(wǎng)的傳輸能力和相關(guān)設(shè)備利用率，電網(wǎng)的線損和相關(guān)功率的影響關(guān)系為 ，其中P指的是現(xiàn)有傳輸?shù)挠泄β?，而S指的是視在功率。通常會將系統(tǒng)功率的因數(shù)限定在0.3左右，含有0.95以上的補償，而在相同線路的影響情況下，功率的因數(shù)提升可以讓變壓器等設(shè)備利用率提升在65%以上。

此外，在規(guī)劃智能電網(wǎng)設(shè)計中，也需要考慮到電能費用的使用，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范，將無功功率按照經(jīng)濟(jì)當(dāng)量進(jìn)行估算，可以得到以下公式。

其中△F指的是節(jié)省的電費，QC指的是無功補償?shù)娜萘?，而β被界定為有功電度的單位價格。Cb是無功功率的經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，T是補償裝置運行的小時數(shù)， tanδ是補償設(shè)備的消耗量。以上規(guī)律可以看出，借助功率因數(shù)提高和諧波含量，能夠大大降低線路損耗，借此來提升設(shè)備的運行率，這有很好的節(jié)能效果。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能低壓配電在協(xié)調(diào)控制方面，相關(guān)數(shù)據(jù)處理方式如下圖所示（圖1 ：智能

低壓配電設(shè)備協(xié)調(diào)運行控制系統(tǒng)圖），內(nèi)部設(shè)備包括了集成主控制器功能的APF，具有小容量和快速動態(tài)處理的SVG，以及由晶閘管控制的電容投切裝置TSC，以此來保證電壓能夠精準(zhǔn)動態(tài)地調(diào)節(jié)。

（圖1 智能低壓配電網(wǎng)設(shè)備運行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖）

3.電網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略

以上可知，在主系統(tǒng)控制器中，最高級別的控制單位需要協(xié)調(diào)運行控制器通過低壓設(shè)備的總線CAN和主控制交換信息，且每個智能電網(wǎng)的投入或者切除、容量處理都會受到主控制器的指令協(xié)調(diào)完成。為了讓整個系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，最大限度地滿足現(xiàn)場的不同需求。已完成系統(tǒng)配置的最優(yōu)化，相關(guān)系統(tǒng)可以有多種組合方式。

3.1諧波影響

實際上，對于諧波影響較大的工作環(huán)境，系統(tǒng)會優(yōu)先考慮到諧波的處理。通常而言，諧波治理，主要由APF來完成，在優(yōu)化諧波治理的前提下，APF的剩余容量可以快速分配到無功補償，以幫助SVG完成快速處理任務(wù)。

3.2小功率且波動頻繁

分析一些小功率且工作較為頻繁的工作場合，建議系統(tǒng)優(yōu)先考慮快速動態(tài)的無功補償狀態(tài)，并將相關(guān)無功補償狀態(tài)采用SVG來完成，并分配給APF一定容量用于快速動態(tài)無功補償。

3.3無功因數(shù)低

針對無功因數(shù)低且功率大的工作場合，建議系統(tǒng)優(yōu)先選取大容量，固定無功補償設(shè)備，例如晶閘管投切電容器設(shè)備等，另外再備制一些小容量的APF和無功補償設(shè)備。

3.4三相負(fù)載不平衡

分析需要考慮諧波治理的三相負(fù)載不平衡的工作場合，可以不安裝單獨的三相負(fù)載不平衡裝置，可以借助APF來獲得補償。

3.5綜合問題嚴(yán)重

對于諧波、三相負(fù)載不平衡問題都較為嚴(yán)重的工作場合，需要整體調(diào)整各種設(shè)備的容量，并優(yōu)化設(shè)備運行闡述，且APF在保證諧波治理的前提下，借助冗余容量可以靈活地改善三相負(fù)載不均衡補償?shù)膯栴}。

4.對于改善無功補償以及諧波治理的相關(guān)控制策略

系統(tǒng)的基本策略如下，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短暫的動態(tài)擾動時候，AVG會改變輸出方式，讓電網(wǎng)重新歸與穩(wěn)定的狀態(tài)。由于大容量的SVG承擔(dān)著大部分務(wù)工需求輸出，TSC的運行僅僅支持小部分的無功平滑動態(tài)調(diào)節(jié)，以保證SVG的動態(tài)能夠得以保存。

有且僅當(dāng)電網(wǎng)的無功需求瞬間發(fā)生重大變化時候，主控制器首先就可以通過控制中線啟動快速SVG進(jìn)行補償，之后再逐步投入TSC，最終讓整個SVG進(jìn)行無功補償，已讓其容量達(dá)到最小。此時，讓主控制器根據(jù)瞬時諧波電流對諧波畸變率值進(jìn)行分析，并對其中較為固定且容量大的 諧波放入LC范圍內(nèi)進(jìn)行濾除，最終讓較小的容量和變化速度快的諧波投入到APF中進(jìn)行濾除。除此之外，SVG還有部分余量的諧波輔助去除功能，若電網(wǎng)無功率補償后依舊剩余容量，主控制器就需要結(jié)合0.95的概率進(jìn)行計算，最終決定將SVG投入到對應(yīng)的容量中。

5.結(jié)語

綜上所述，本文所提倡的多種低壓智能配電設(shè)備協(xié)調(diào)運行控制系統(tǒng)在運行中完成了智能電網(wǎng)的建設(shè)任務(wù)和目標(biāo)，且根據(jù)相關(guān)專家組成的測試組，對現(xiàn)有的裝置現(xiàn)場進(jìn)行了測試分析。相關(guān)運行表明，結(jié)合低壓智能配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)配置，能夠降低線損、節(jié)約電費，且兼顧無功補償、諧波治理、三相電壓不平衡等電能質(zhì)量。是一種功能強(qiáng)大、性能優(yōu)良、性價比較好的綜合補償裝置。

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