智能配电网无功电压控制系统研究及应用

魏靖 龚新勇 龙玉英 邓成兰 姚朝

（云南电网有限责任公司昆明供电局 云南省昆明市 650000）

智能配电网无功电压控制系统的实现在很大程度上可以改善以往中低压配电网无功与电压控制过程存在的不足问题，并且可以最大限度地提高无功电压系统智能化运行水平。目前，智能配电网无功电压控制系统已经成功应用于城市电网建设工作当中，根据实际情况来看，该系统的推广与应用有效地从末端源头上缓解了传统配电网低电压问题，同时进一步加强了系统电压的合格质量。一方面，智能配网无功电压控制系统的成功推广与应用，用户的用电需求可以得到有效满足，且系统运行期间一旦达到负荷动态变化，无功就地平衡，达到节能降耗效果。另一方面，智能配网无功电压控制系统的示范应用在很大程度上可以深化中低压配电网无功设备的应用质量与管理效率。鉴于智能配电网无功电压控制系统的重要性，我们必须对其进行重点研究。

1 智能配电网无功电压控制系统的应用特点分析

关于智能配电网无功电压控制系统的应用问题，目前尚未存在科学、完整的治理系统，能够解决配电网电压质量、无功优化等问题。为进一步解决上述问题，研究人员需要按照协调控制与治理原则，构建科学、合理的智能配电网无功电压控制系统体系，为智能配电网的安全运行提供保障[1]。结合当前情况来看，智能配电网无功电压控制系统的应用特点可以归纳为以下几点：

（1）智能配电网无功电压控制系统可以结合现场实测数据，实现优化计算与运行分析过程。研究人员需要重点针对智能配电网无功电压控制系统中合适位置设置科学、合理的参数数据，目的在于确保配电网线路调压、无功补偿等装置实现安全运行目标。

（2）智能配电网无功电压控制系统可以针对运行参数问题实现实时监测要求。该系统运行期间主动结合自动化技术与智能化技术，实现对电网电压、电流以及功率等参数的实时监测过程。与此同时，智能配电网无功电压控制系统中的智能识别功能可以筛选出有效数据，为系统安全运行提供保障。除此之外，智能配电网无功电压控制系统可以按照智能判断要求，整合与分析数据并得出最优策略，确保配电网损耗问题得以减少[2]。

2 智能配电网无功电压控制系统的总体规划方案分析

2.1 运行要求

图1：智能配电网无功电压控制系统整体布局图

目前配电自动化系统在建设与运行管理方面尚未达到成熟标准，在系统运行经验与管理经验方面比较欠缺。因此，要想全面实现配电自动化系统安全运行，研究人员必须重点针对电压控制的实时性问题以及可靠性问题进行统筹规划与合理部署[3]。最好可以从子系统单独建设方面入手，也就是说本文所述的智能配电网无功电压控制系统。关于智能配电网无功电压控制系统整体结构情况，主要可以参照图1。一般来说，智能配电网无功电压控制系统在运行要求与管理方面，应该严格按照下述标准进行规划与分析。具体如下：

电容器组、线路调压器以及分布式光伏等应该按照智能配电网无功电压控制原则以及运行要求进行合理设置。同时，在配变侧方面应该从电容器组与有载调压分接头等方面进行合理设置。但是介于当前线路调压器安装难度较大的影响，因此当前智能配电网无功电压控制系统在结构组成方面，暂不考虑线路调压器装配问题[4]。除此之外，关于智能配电网无功电压控制系统的管理问题，建议研究人员应该结合示范区域实况，合理配置无功电压控制、控制器等装置。需要注意的是，关于新型无功补偿控制装置的配置与安装问题，建议研究人员应该根据实际情况进行合理部署。

2.2 建设思路

关于智能配电网无功电压控制系统的建设思路问题，建议研究人员应该从系统现场示范实施技术路线与现场示范的通信通道建设等方面进行部署与规划，以期可以为该系统的高效运行提供保障。

（1）在系统现场示范实施技术路线方面，建议研究人员应该根据智能配电网无功电压控制系统示范运行情况，合理规划典型线路问题。规划过程中，研究人员应该根据系统运行特点，如负荷特性、有功负载、电压波动等特点进行统筹规划与合理部署。重点针对馈线控制问题进行研究与分析，如配网AVQC 主站系统可以针对子站运行问题进行监控与管理，目的在于确保该系统与其他配网系统之间可以实现安全运行与信息交互、共享等功能[5]。

（2）在现场示范通信通道的建设问题建议研究人员应该按照智能配电网无功电压控制系统运行原则及要求，构建科学、合理的通信信道。建议研究人员可以按照现场实际情况规划科学、合理的方案。结合实践经验来看，现场示范通信通道建设工作可以从下述方面着手：对于配电自动化覆盖的区域，现场研究人员应该按照配电自动化系统通信通道运行原则，确保各个系统间可以实现合理衔接。如可利用工业以太网等进行建设。在通信设置方面可以优先运用加密的无线公网方式进行加密处理。

2.3 规划部署

顾虑到电力系统生产网络的原则及要求，重点针对智能配电网无功电压控制系统的设计问题进行统筹规划与合理部署，一般多设置在网络安全I 区当中。系统构建方面应该按照两层决策模式。按照调度端系统运行要求，确保配网无功电压全局优化目标得以实现。在功能构建方面应该按照监视系统与报表系统等运行原则，合理规划与部署分布式架构体系，在模式选择上建议应该优先采取C/S 模式。

为确保智能配电网无功电压控制系统数据统计安全，研究人员应该根据配电网无功电压控制系统运行情况，针对III 区部署配置问题进行研究与分析。与此同时，重点针对智能配电网电压控制系统运行问题进行统筹规划与合理部署，最好可以按照远程控制原则，确保该系统的数据分析功能与管理功能得以实现、此外，智能配电网无功电压控制系统运行期间研究人员应该做好智能化管理工作，针对系统数据运行问题进行整合与分析，以期可以为后期运行管理提供决策支持。如图1 所示。

3 智能配电网无功电压控制系统的应用实例及效果分析

3.1 应用实例

某县城110kV 星桥变的10kV 出线绣园配变79 台。其中，公变59 台、专变20 台，额定容量为10.357 MV·A。结合现场实际调查结果来看，当前绣园线有功功率波动与无功功率波动问题比较明显。如配电网用户电压波动问题异常，且用电高峰期无功补偿不足，导致低电压问题频频发生，并主要集中在末端线路位置当中。为及时改善这一问题，管理人员主张按照智能配电网无功电压控制系统的应用原则及要求，缓解电能损耗问题以及质量问题。根据实际情况来看，现场通过应用智能配电网无功电压控制系统，基本上取得了下述成效。

3.2 应用效果

（1）系统受端电压以及线路电压得到了明显改善，在供电质量方面取得了稳步建设成果。其中，在有载调压变与线路调压器等设备方面，调压效果显著，比较适用于当前线路运行工作当中。另外，无功补偿类设备在线路调压质量表现的较为良好，能够有效适应处于长期运行的线路当中。

（2）系统整体功率因素明显加强，在功率损耗问题也明显减少。其中，线路电容器类设备在容量表现方面比较充足，在投入方式上采取整组投入，确保补偿效果。同时，合理利用低压SVG 类设备，目的在于确保可以实现连续调节功能。在配变段运行方面基本上也可以实现无功就地补偿功能，可控程度较高。需要注意的是，电力电子设备运行期间本身存在能耗问题，在功率损耗问题可能会存在偏高问题，比较适用于治理配变工作中，如无功、谐波等[8]。

（3）系统电能质量与供电可靠性明显加强。其中，谐波治理方面主张运用有源滤波器，确保谐波电压含有率与电流含有率得以满足预期要求。根据现场测试结果来看，治理后谐波电压含有率明显下降，可以达到0.9%左右，谐波电流可以达到3.8%左右。从这一组数据可以明确，治理效果比较明显。除此之外，治理前三相电流不平衡问题比较明显，治理之后平衡度保持在恒定水平，效果比较显著。

（4）设备自动化运行程度明显加强。智能配电网无功电压控制系统可以对配网运行过程实现智能化监督与管理，目的在于促使配网运行始终处于安全、稳定的运行状态当中。同时，在供电可靠性与质量稳定性方面基本上达到了预期要求，整个配网管理水平得到了显著加强。

4 结论

总而言之，智能配电网无功电压控制系统的推广与应用，至少可以从提高配电网无功电压协调控制能力、实现节能降耗运行效果等方面深化该系统的运行质量。与此同时，通过改变主变调压可以有效缓解以往系统运行期间存在的局限问题，如充分利用调压裕度，确保“客户端电压合格”目标得以顺利实现。最重要的是，智能配电网无功电压控制系统运行期间可以实现无功优化补偿要求，减少无功电流引发的电能损耗问题，确保系统运行质量得以满足预期目标。鉴于智能配电网无功电压控制系统的重要性，建议研究人员与管理人员应该立足于配电网建设实际情况，科学规划与部署智能配电网无功电压控制系统运行方案，从根本上确保系统运行安全。