王金兵
铜陵市新洲电子科技有限责任公司 安徽铜陵 244000
摘要：近年来国内电网在用电峰荷时期时常出现供电容量不足的情况，降压节能技术能够有效解决该问题。对此提出一种针对配电网降压节能装置中并联电容器组的多目标选址定容方法。该方法以系统电压偏差以及有功网络损耗最小为目标，考虑电容器组的安装成本，通过带精英策略的快速非支配排序遗传算法（NEGA-II）与基于满意度的模糊聚类方法的有机结合，寻求并联电容器组配置的最优解。仿真算例证明所提出的方法能够有效实现目标的优化，为降压节能技术的实现提供良好的电压无功条件。
关键词：配电网；降压节能；电容器组；选址定容
1配电网降压节能的意义
主动配电网公司为了降低亏损，需使用降压节能调节技术对主动配电网运行进行优化。在可充分利用可再生能源的基础上，从经济、节能的角度对发电机组进行排序，实现机组发电量的最佳分配。在实际应用过程中，当用户用电终端节点电压出现下降时，利用降压节能技术可使用户用电量降低，而当市场购电价格过高时，利用降压节能技术可使购电量相应地减少，进而提升电网运行的经济性。
2配电网节能降损中存在的问题
2.1电力设施问题
电力设施问题也是引发配电网电力损失的主要原因。这主要是由于配电网中使用的设备质量不达标而导致的，而且还有很多设备存在严重老化的现象，使设备的性能大大降低。很多电力企业中设备也存在损坏的现象，但是却不能对这些设施及时进行更换。
2.2环境影响
我国配电网络的铺设是较为全面的，几乎涵盖了我国的全部地区，也包括一些山区或者环境较为恶劣的地区，这种地区的用电户较为分散，配电网络的铺设难度增加，而且配电网络在使用过程中也会出现很大的电力损失。
2.3配电网络管理问题
此问题主要是由于配电网络管理部门工作不力而造成的，在进行配电网节能降损工作时，要求相关部门要对电力损失进行严格的统计和分析，而且要做好配电网的管理工作。但是我国很多电力部门并没有做好管理工作和数据的分析处理工作，这样就会使得工作出现一定的偏差，从而加大了配电网的电力损失。
2.4相关工作人员能力原因
工作人员的能力直接决定了节能降损工作的质量。但是在我国一些电力企业之中，普遍存在缺乏相应的专业知识和专业技能，很容易在工作时遗漏一些问题，使节能降损工作的质量得不到保障。
2.5配电网偷电现象严重
由于我国配电网的管理系统较为复杂，而且配电网覆盖面积广，也就大大提高了配电网络治理的难度。在我国很多配电网络之中，经常存在一些不法分子利用配电网中的漏洞，对电网中的电量进行窃取，这样会对电力企业造成极大的经济损失，不利于电力企业的发展。
3降压节能技术的主要装置
降压节能装置主要由有载调压变压器以及并联电容器组两部分组成。以辐射型配电系统为例，离变电站接入节点越远的节点，其电压跌落越严重，这类节点的电压本身已经接近或者低于标准电压最低值，这就使得后续第二步降压操作时只能很小幅度地下调电压甚至根本无法调节电压。基于此情况，考虑在辐射型馈线沿线的适当位置并入电容器组，为系统提供充足的无功功率，抬高接入点的电压，使得压降较大节点的电压质量得到有效的改善，实现馈线沿线平滑的电压分布，保证电压能够充分下调，同时降低电能的网络损耗，为降压节能的有效实现提供良好的前提条件。其后再通过有载调压变压器的分抽头进行降压操作，并保证系统电压均在标准电压范围，最终实现降压节能。图1所示为单条辐射型馈线沿线选择适当位置接入并联电容器组前后以及有载调压变压器调压前后的电压分布情况。
图1中，初始状态时，最低母线节点电压与标准电压差值较大，电压分布不平滑，馈线后半部分节点电压均低于标准电压的最低限值，电能质量不满足要求，这使得降压节能的降压环节无法实施，因此必须并入电容器组来改善这种情况。沿馈线沿线选择节点并入电容器组后，电压分布情况有了明显的改善，最低母线电压亦高于标准电压范围的最低电压限值，此时能够充分进行降压操作。降压操作后馈线沿线电压大小均在标准电压范围内，顺利实现了降压节能，具体的节能降损效益可通过相关算式得到。
结合我国的供配电实际情况，应在10kV配电侧根据系统实际电压无功分布情况来选择合适位置接入并联电容器组，实现电压无功的优化，再通过变电站有载调压变压器分抽头降低配电电压，从而实现用户用电电压的降低，以达到降压节能的目的，带降压节能装置的辐射型配电系统典型结构如图2所示，该系统共有n个并联电容器接入点。
4配电网节能降损的优化措施
4.1加大无功补偿的实施力度
在我国低压电网中设置无功补偿装置有诸多益处，无功补偿的工作原理早就为人所知，通过无功补偿设备的应用，产生无功功率，借以实现提高功率、稳定电压、降低耗能的目的。在从长远利益出发，使用无功补偿装置，不但能够降低供电损耗，且能够改善居民的用电环境，保障良好的社会效益。一般而言，对电力系统实行无功补偿，必须以“分级补偿，就地平衡”为原则。例如，在10kV线路上设置无功补偿装置是十分必要的。而所需无功补偿容量，则由两个数值来界定，及变压器与线路的无功损耗值之和。对于无功补偿容量的界定超过所需，特别是在线路处于低负载之时，就容易无功过补的状况，而这一状况的出现，对于线路电压的稳定及降低线路损耗而言，无疑都是不利的。
4.2三级协调的配电网降损
利用配电网无功电压调节设备实现配网无功电压自动控制、优化控制的决策方法，用于我国当前配电网的无功电压自动控制领域，解决配网运行的低电压、高损耗等电能质量相关问题。基于三级协调的配电网降损方法研究，主要涉及到对有载调压主变调压控制、站内无功补偿设备控制、10kV线路调压器控制、10kV无功补偿设备控制、有载调压配变调压控制、配变低压无功补偿控制、配变台区低压用户电压监测等多层、多项的多级协调控制。对每层控制时都应考虑对其他层电压和无功的影响；在每层需要控制时，都应考虑是否通过其相邻的上层还是其越级上层进行调控。配电网无功补偿的原则是自上而下判断，而优化控制则是按照自下而上的策略。控制策略的原则为：电压和无功不越限时，启动无功优化功能，以电压为约束条件，以有功损耗最小为目标，生成控制命令；电压、无功调整时要确保电网稳定安全，考虑短期负荷波动变化预测技术、超短期负荷波动变化预测技术，合理分配设备动作次数，避免投切振荡。
4.3对老旧低压计量设备的改进
低压计量设备改进不仅仅要对表计以及表箱进行改进，同时还有进出线改进：降低表计计量误差；装上封闭表箱；能够产生优秀防窥电能力；将进出线进行换新能够降低导线破损以及接触不良造成的不良影响。
结语：在主动配电网运行过程中，采用降压节能调节的方法可有效降低运营成本，提升主动配电网企业的经济效益，进而达到优化配电网公司收益的目标。文章结合实际案例进行分析，提出了考虑实时电价不确定和风电不确定的主动配电网安全运行优化模型，可对降压节能负荷、可中断灵活负荷、电容器、OLTC等措施进行合理的应用，在保证主动配电网安全运行的同时，使主动配电网的利润实现最大化。
参考文献：
[1]庄慧敏，肖建.主动配电网的两阶段优化调度模型[J].西南交通大学学报，2015（05）:928-934.
论文作者:王金兵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/29
标签：电压论文; 配电网论文; 节能论文; 电容器论文; 节点论文; 设备论文; 装置论文; 《防护工程》2018年第15期论文;