配网无功电压实时优化集中控制策略研究

谢伟伦,薛峰,李世亨,祖凯涛,陈翠萍

广东电网责任有限公司东莞供电局

配网无功电压实时优化集中控制策略研究

谢伟伦,薛峰,李世亨,祖凯涛,陈翠萍

广东电网责任有限公司东莞供电局

电网运行的安全、经济、稳定是电力企业研究的重点内容，电压质量的稳定对于用电设备的质量稳定有着重要的作用，电力系统实现无功电压集中化控制是目前的研究热点，实现无功电压的优化控制，是保障电网运行水平稳定安全的前提。本文从无功电压的控制现状进行分析，探讨集中控制技术方案，并对无功电压的优化集中控制策略进行优化。

无功电压；集中控制；优化策略

随着现代化工农业的发展，人们生活水平和质量的不断提高，对电力行业的电力质量要求也就越来越高。电力企业在供电中，电压忽高忽低，甚至偏离正常值范围都会直接影响用电设备的质量；输电和配电过程中无功电压的不平衡，就会导致输电线路中变压器节点网络的运行出现大量电能损失，因此，保证电网运行的正常并实现终端用户用电需求，就需要维持无功电压的功率平衡。

一、配网无功电压控制现状

近年来，电网有关科研人员不断重视无功电压的控制的自动化技术，并对电力系统的电压无功优化予以高度评价，通过控制变量的调节和改变，在电压幅值和相角等状态变量控制中，根据系统功率守恒原则，实现电网网损最小，保障电能质量要求和安全指标，这就是电压无功优化的主题思想，被认为是最优潮流。

在国内外的电网企业研究中，无功电压优化控制技术已经从理论探索转为具体实践，并且取得了一定的成效。我国在无功电压优化控制上也逐渐展开了研究，有些地区已经有展开了无功电压优化的控制建设，如华北电网、东北电网等，大部分电网的无功电压控制采用的方式主要是分散调整，利用系统状态进行分析和计算，直接在变电站进行无功电压的控制。而在变电站实施无功电压控制的过程中，例如会出现变压器并列调压、无功倒送、分接头和电容器动作次数过于频繁缺乏协调、控制目标没有以无功为目标等，而且变电站电压控制难以保证全网的优化控制，对于自动化控制也较难实现，不利于最佳控制方案的确定。

二、配网无功电压集中控制的技术方案

随着配网SCADA系统的逐渐完善和技术成熟，在进行远距离的数据、信息管控中具有更高的准确性和可靠性，并可以在线实现状态评估和负荷预测等，也为该系统在电压无功优化控制系统中的应用奠定了基础。下面就本市电网进行无功电压实时集中控制的技术方案进行分析。

（一）信息数据采集

无功优化的快速计算在“内存数据库技术”的支持下成为可能，信息数据采集之后的存储不在硬盘，而以内存互交形式存在，这样可以有效保证硬盘的使用期限。针对不同的数据信息类型，采用不同的传输协议，采用“多线程技术”保证实时监测的效果。

（二）信息数据处理

首先，将SCADA数据库读取，保证各节点数据能有效并完整的录入集中控制系统，与此同时，要设置每个数据的上下限值，用以判断数据的合理性，防止不合理数据也具有有效性；其次，数据的积累需要较长的时间，数据库要保证资源的共享；最后，数据处理系统利用已有的数据描述电网现状，对单一的运行状态进行远距离控制标注，以便检修。

（三）人机界面

主要是实现遥控以及遥调操作，交互状态下对数据或者图像进行处理。

（四）实时数据库

数据库应该能够容纳一切有关的实时数据统计记录，而且不受限制，无论是采集过程还是人机界面上的数据操作，并且保证备份数据实时有效。

（五）系统网络结构及其拓扑

在实时控制中，要充分考虑系统网络结构的拓扑，SCADA系统进行数据采集和优化计算后，将各类控制指令传达至工作站TOP3000，如变压器分接开关调节指令、控制信息指令等，最后经由SCADA系统将各工作站的控制指令进行输出执行，完成一个信息单元，如此循环往复。

三、配网无功电压实时优化集中控制策略

拓扑结构是实现无功电压优化技术的重要部分，只有实现拓扑结构的完善，才能实现最优潮流技术的应用，才能将电网系统的无功电压控制在最小误差范围内，才能提高在线运行控制技术。在配网无功电压实时集中控制的优化策略上，要从以下几个方面进行：

第一，网络传输通道。为了保障计算机与网络数据传输的安全，保证系统硬盘的使用时限，防止过早损坏，就要充分利用“内存数据库技术”实现数据存取。为保证计算机系统运行稳定，在进行实时监测和控制时要结合实际需要来增减定时器的数量，就要加强“多线程技术”的使用，保证在多个数据和信息的传输中网络传输通道的畅通，保证信息和数据之间不会发生干扰，能够满足各种不同传输协议下的数据类型，保证多项指令能在无功优化系统下同时完成。另外，还要加强传输数据的“回校”，保证发出的数据和接收的数据的传输准确无误。

第二，现场技术设备。在无功电压实时优化集中控制中，技术设备主要是指变压器，变压器的质量维护和管理需要进行实时更新，保证变压器能灵活使用及其变压过程中的可靠性，对于数据信息的传输必须准确、完整。在变压器器系统的操作设置中，需要同时兼备自动化和手动化可调整设计，使其操作控制更加全面。

第三，SCADA系统调度。SCADA系统的作用机制要进行全面掌握，保证其数据传输和安全控制性能能充分发挥，保证“接口软件”性能稳定，便于无功系统优化，通过调度SCADA系统的数据传输信息，实现多项指令的同时执行，使系统实现更加全面的实时控制。

第四，优化无功电压运行管理。在SCADA系统的建立和使用上，各网店、站点以及厂点要进行统一规划管理，保证配网无功电压实时优化集中控制系统具有可调节性和可控性，并制定无功电压综合控制相关的管理规则和制度，规范无功优化控制技术。在控制权限上要进行级别划分控制，保证用户应有权限，另外，手动控制操作要在优化系统暂停后进行。

结束语

随着人们对电力系统认知和需求的加深，电能质量受到广泛关注，为了给用户提供更加稳定和高质量的电力，防止不稳定的高电压、低电压导致变电设备的输送能力降低以及电能功率损失，实现电压的无功优化，保证电网无功功率正常运行，避免无功功率在传输线路中压降增大、电能质量降低等不良影响，就压保证无功功率在电网中合理分配，并实现电能质量的优化。因此，实现配网无功电压的实时优化集中控制对我国电网发展建设具有重要的指导性意义。

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