主动配电网背景下无功电压控制方法综述

刘铁

摘 要：如果不能有效的利用能源，那么就会出现巨大的问题。尤其是电力方面，更是科技发展中的重中之重。其中较为重要的一种就是主动配电网的规划。本文就针对当前主动配电网的情况进行探究，来得出无功电压控制方法。

关键词：智能电能表；供区配电网；无功优化；协调控制

随着社会发展速度的不断加快，用电需求日益增加，传统的能源系统已经难以满足日益提高的用电负荷。基于此，出现了分布式能源系统，其具有环保、节能、高效的特点，因而得到了广泛的应用。分布式能源系统继电保护装置检测技术是一项重要技术，对于分布式能源及电网安全运行都有着重要的作用。该技术能够有效地避免配电系统运行当中的电能消耗过多等问题，防止分布式能源应用质量受到影响，具有重要的应用意义。也正因为分布式能源的发展逐步完善，我国的主动配电网才得以进行建设。但是也正因为这种技术的应用，就导致无功电压的控制相对困难，这就需要有全新的方法对其进行控制。

1 控制策略分析

在严格的学术领域上，其实是不存在无功电压这一定义的。其主要出现的原因还是在实际中，无功电流的理论，导致了无功电压虽然没有一个准确的定义，却确实存在。在这种情况下，对于无功电压的研究就显得非常重要。因为无功电流是需要在一个稳定且恒定的环境下才能够产生的，其自身不会出现太大的问题。但是无功电压却是在不恒定的情况下产生，一旦其出现，很容易造成配电网损坏。在这种情况下，就需要对其进行严格的控制。甚至研究出多级策略，来保证其在可控范围内。

1.1 第一級策略

第一级策略指的是在配电网中，让配电站和下设的一系列线路能够保持协调稳定。其主要的做法步骤应该分为如下几个：首先是确保母线的合格。因为母线如果不合格，那么后续的工作也就无法完成，而且很可能出现一系列的问题。在这种情况下，也就不可能保证无功电压的控制。然后是通过智能功用电压器来对配变电压进行采集。这个采集通常是需要以多台数据为参考。因为每一台电压器都有着或多或少的不同，就导致了采集出来的数字存在着相对误差。只有经过多次采集测量，才能够知道其最优的母线变压值。最后是将母线变压值作为一个基础的参数，在主网AVC中进行应用，这样可以在一定程度上提升主网的变压调压能力。

1.2 第二级策略

第二级策略指的是将主干线路的设备同配变间的电压进行一个相互协调。同上一级策略相比，这一级策略就相对复杂的多。因为其调节的设备非常多，大致有串联电容器，无补偿和线路调压器等部分。其影响的范围也更加的广泛，包含了安装点后的全部配变。而在进行策略制定的时候，一定要完全按照逆调压的原则进行，凭借着采集到的安装点配变电压，让它能够和负荷预测的一些数值结合在一起，同时，要让串联电容器与线路调压器能够进行自动跳档。然后降低其动作的次数，在所有设备上进行均衡。做完这些工作，就可以与上一级的策略相互结合。由于时间对于效果的影响，这一级策略一般需要在五分钟之内完成。否则就会导致其失效。

1.3 第三级策略

第三级策略主要是指配变和低压用户之间的电压协调。这一方面可以就两个主要部分来区分，即有载调压配变、无载调压配变。对于前一个而言，借助采集的相关数据信息，并且要顾及用户电压以及变压器的功率因数，进而有效的对有载调压配变档位进行适当的调整。和前面讲的一样，对于其档位的调整受到每日次数的限制，因此也可以对其进行手动遥控。对于无载调压配变部分来说，由于其在街头调价中没有相应数据参考以及较为全面的策略，系统就根据相关的资料信息，并结合季节性负荷来对电压进行改变，从而制定出关于分接头的最优策略，进而更好的对无载配变档位进行调整。

2 主配电网协调控制架构

2.1 变电站区域控制装置

其装置能够得到变电站内部有关电压无功设备的相关数据，接着将其发送给主网AVC，与主站进行协调，根据主网的求解获得所在地母线的无功范围及最优电压。再者，根据变电站内设备的约束条件，动作次数及控制范围，进而对相应的投切区域进行相应的协调。

2.2 分布式配电网控制器

能够控制馈线上的所有电压无功设备，从而获得调节配电网AVC的具体电压及无功的有关命令，接着执行遥控操作，实现具体的操作控制功能。具体而言，重点是其能够对有载调压变、低压SVG、线路调压器等进行控制。还要对不同馈线的无功裕度进行定期数据上传，主要向AVC配电网进行数据上传，进而实现主配电网的协调运作。

2.3 配电网智能控制器

作为本地的控制器，可以对不同终端一次设备进行控制，比如线路无功补偿装置及配变低压台区无功补偿装置。根据配电网的相关特征，该装置可以对不同的通信条件进行适应，并可以自行上传监控数据。能够根据负荷的相应变化对指令做出相应的调整，对动作具体次数进行改良，进而最大程度的降低事故发生的概率。在出现通信故障时，能够进行就地优化。

最后两个在应用上面相对一致的构架设计，是将嵌入式模块作为基础，并且加入了Linux系统，进而使其在具体功能上具有一定的多样性。具体有：上下级协调机制接口、数据采集、指令执行通道等。上述模块可以根据现场的不同情况以及通信的不同类型等进一步明确子站的具体位置是在变压站侧还是调度侧。子站的实际位置部署对于调控侧而言，其可以更方便的对调控中心进行维护控制，而如果在变电站侧则可以帮助其更好的对相应的安全进行控制且加快了执行的速度。

3 应用分析

就某个电压为35kV的变电站，其中可以进行公用的配变设备为211台，下属线路数量为9，电压为10kV，其中有5座小型水电设备，装机的总体容量为4830KW。10kV的母线电压变压站，可能会由于小水电的电量问题而出现不合乎规格的现象。对于水资源减缺的时期，其母线电压比较低，因此就必须要借助人力对其进行升调；在水源较为充足的时期，相对来说母线电压较高，而在某些阶段变电站并没有合适的方法对其进行降压处理。10kV中压线路其主要干线路段较长，且存在很多分支，线路的尾端电压较小，有些地段已达8.7kV。台区配变属于无载调压配变，由于不同的时段季节等因素的影响，会使其负荷发生改变，这个时候就需要员工对其进行停电处理，然后再进行适当的调节；台区无功补偿不够，实际测量的台区功率因数在负荷最低的时候为0.94，在负荷最高的时候为0.79。此外，在这个变压站下其电压在198V下的用户数量多达700以上，电压的合格程度也比较高。

4 结束语

主动配电网是当前电力发展的一个趋势，在这个趋势下，对于无功电压的控制就成为了非常重要的一个项目。因为无功电压是实际中出现的一种情况，而且理论相对模糊，所以就需要各个部门不断的加强研究，才能够应对无功电压出现的情况，从而更好的让主动配电网发挥出去作用。

参考文献

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[2]于伟，常松，古青琳，孟晓丽.配电网全网电压无功协调控制策略[J].电网技术，2012，36（02）：95-99.