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摘要：在10kV配电网实际运作过程中，极易遭受人为因素及外部客观因素的影响，致使无功优化的重要性越来越突出。随着变电站调度自动化系统不断发展，无功优化控制系统逐渐得到开发和应用，通过远程投切控制，从而有效保障10kV配电网正常运作。本文简单分析了配电网无功优化的原理及作用，并探讨了10kV配电网无功优化自动化控制系统设计策略。
关键词：10kV配电网；无功优化；自动化控制系统；设计
引言
随着经济的快速发展，我国的电力事业取得巨大进步，电网规模不断扩大，电力系统的运行稳定性逐渐提高。10kV配电线路是电力系统的重要组成部分，其运行质量关系到电力系统的电能质量、输电效率等多方面内容。无功优化自动化控制系统的主要原理是在电网当中安装并联电容器等无功补偿设备，通过这些设备来进行感性电抗所消耗的无功功率的供给，使得线路所输送的无功功率得到很大程度的降低，进而有效地降低电能的损耗。10kV配电网在实际生活中有着重要作用，是人们正常用电的基础，因此，加强对无功优化自动化控制系统的设计有着重要作用。10kV配电网无功优化自动化控制系统设计对于有效地提高电力系统运行的稳定性与确保其正常稳定运行具有着非常重要的作用。
1、配电网无功优化分析
1.1基本原理
无功优化是以配电网全网的安全运行、设备正常运转为前提，将不同节点的电压合格因数以及关口功率因数作为约束条件，对发电机电压、变压器分接头进行调整，利用并联电容器、静止补偿器的投切等方式来对不同负荷条件下的动态电压进行跟踪和无功调节，从而达到安全可靠与经济效益的统一。无功补偿是无功优化的一部分，通过在电网中安装补偿电容器等无功补偿设备，提供电动机或变压器运转时需要的电能，避免无功功率在电网线路中传送，从而减少线路传送无功功率的损耗。
1.2重要作用
在配电网运行的过程当中，因为其中有很多非线性负载的运行，会在很大程度上增加有功功率的损耗，在负荷电流通过线路与变压器的时候，将会有电能损耗的出现，从电能损耗的相关原理可以发现，在线路以及变压器输送的有功功率保持不变的情况下，线路损耗和功率因素的平方是呈反比例的关系。由此可知，功率因素如果越低，那么所需要提供给电网的无功也就越多，线路损耗也就越大。对配电网进行无功优化的自动化控制，可以在受电端进行无功补偿装置的安装，从而在很大程度上降低负荷的无功功率损耗，从而使得线损耗得到很大程度的降低。因此，无功优化自动化控制既可以稳定电网的电压，也可以减少无功功率造成的电能损耗。
2、10kV配电网无功优化自动化控制系统设计策略
2.1系统结构设计
无功优化自动控制系统通过对调度自动化系统反馈的有功功率、无功功率数据的处理分析，计算出首端功率因数以及现场电压，根据功率因数和电压确定是否需要补偿装置进行投切作业。10kV配电网无功优化自动化控制系统的基本结构如图1所示。10kV配电网实际运作中，变电站中的馈线会运作较多的补偿电容器，而补偿电容器之间并没有较好的联系，因此，在对无功优化自动化控制系统进行设计时，必须对多个补偿电容器的运作情况进行有效控制。在10kV配电网中，变电站调度自动化系统有着重要作用，其能够较好监控变电站以及各馈线的运作情况。一般情况下，变电站调度自动化系统能够通过网络平台传输相关数据，因此，在对无功优化自动化控制系统进行设计时，可通过与变电站调度自动化系统进行连接，对馈线首端功率因素进行获取，从而更好对补偿电容器进行控制。
2.2系统控制设计
在无功优化自动化控制系统中对补偿电容器进行安装时，需对补偿的相关参数进行准确计算，包括补偿量、补偿位置等，通常情况下，10kV配电网有功损耗主要是由有功电流与无功电流产生，通过在线路上面安装补偿电容器，能够在很大程度上降低无功电流，因此，补偿节点与补偿容量的确定是相当重要的一个内容，这是确保能够达到预期目标的重要内容，当前，比较有效的一种方式就是基于非节点的补偿算法，也就是通过遗传算法并行寻优的特征，进而得到最佳补偿位置与补偿容量。此外，要确定补偿的具体位置，10kV配电网无功补偿装置的位置确定是相当重要的一项工作，其对于预期目标的正常实现有着非常重要的影响，在安装地点位置确定的过程当中必须要遵循无功就地平衡的原则，应该把减少主干线上的无功电流作为工作的重点，一条线路上面如果安装一台无功补偿柜，通常情况下，其安装位置是在线路负荷的三分之二的地方，积极采取有效地措施，科学合理的进行无功补偿容量的配置，合理地确定电容器装设的地点，可以有效的提高电压的质量，使得线路损耗得以大幅度地降低。
图1 10kV配电网无功优化自动化控制系统结构
2.3系统功能设计
第一，无功分析，10kV配电网无功优化自动化控制系统能够方便用户对配电网整个结构和设备的具体运行数据进行更加全面的分析，同时还提供了具体的分析结果以及可行性解决措施，能够让用户准确掌握设备运行状况，及时了解到无功补偿的效益，其中电压无功分析工作主要包含计算潮流、分析变压器和馈线的无功运行状态、分析配变和馈线的无功补偿效益、对电容器的投切情况和利用率进行分析；第二，无功规划，配单网的无功规划是通过计算，对无功补偿设备的类型、安装位置以及容量进行最优规划，从而降低设备损耗，提高电网的运行效率，进一步节省投资费用，10kV配电网无功优化自动化控制系统从全网无功优化策略出发，按照从上至下的原则，对不同电压等级电网进行了分层优化，按照低压电网的具体负荷情况，对该电网中的各个台区实行全局无功优化设计和计算，以达无功设备最优配置；第三，无功控制，主要指以无功补偿装置既定为前提，结合具体负荷变化情况来拟定无功补偿设备控制方案（设备投切、变压器抽头定位等），并在满足电压质量要求的同时，尽可能减小网损或线损，以节约运行费用，同时，10kV配电网无功优化自动化控制系统可以通过负荷预测功能对未来的负荷曲线进行预测，并结合这一短期预测的结果，制定针对性的无功控制方案。
结束语
总而言之，10kV配电网无功优化自动化控制系统是电网进行智能化改造的重要措施，能够对配电网全网进行分层、分区的无功优化，从而对配电网的结构及其设备的运行情况进行全面监控、分析、规划和控制，进而不断提高配电网的电压无功优化水平，为电力企业的经营决策提供更加可靠的信息支持，进一步提升供电质量，促进电力行业的稳定发展。
参考文献
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论文作者:余鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：配电网论文; 自动化控制系统论文; 电容器论文; 电网论文; 功率论文; 电压论文; 线路论文; 《基层建设》2018年第6期论文;