冯燕珍
佛山市顺德区江南电力安装工程有限公司 广东佛山 522031
摘要：lOkV的配电线路展开优化设计进而达到节能的目标是电力行业所面临的最大难题，对10kV 配电网无功优化自动控制系统进行设计，对无功补偿的原理与具体设计方案进行阐述，本文对10kV 配电网无功优化自动化控制系统的设计，旨在提升用电效率，促进现代配电系统的经济效益与社会经济的可持续发展。
关键词：电力电网；10kV 配电网；自动化控制；无功补偿
目前，在我国现有的电力系统之中，lOkV电压等级的输变电系统是全部配电系统的重要部分，直接与用户展开连接。因为整个配电线路比较长，覆盖面非常广，电能在通过变压器等设备展开传输的过程之中，会由于各种各样的原因而发生功率的耗损，最终会致使用户无功补偿产生非常大的差异。通过选择控制参照量，基于功率因数通过TCP/IP 协议以及下位控制机的电压互感器获得具体数值，分析无功优化自动化系统构成，设计系统框架，对配电网进行无功优化能够有效改善电能质量、提升电压合格率、降低线损，减少碳排放和提升供电企业利润，同时也是实现上述内容的必然条件。最后对无功补偿装置投切控制，最后通过软件设计完善自动化控制系统。
1.配电网无功补偿原理
无功补偿是无功优化的重要组成部分，主要是通过在电网中安装补偿电容器等无功补偿设备元件，提供电动机或者变压器运转时所需要的电能，减少电网线路传输中的无功功率。其中电网输出功率方面主要包含两种，通过转化热能、光能以及机械能等方式直接消耗电能的属于有功功率；不消耗电能，只是将电能转化为其他形式的能，例如转化为磁能促使电网中的电子元件工作，此种功率被称之为无功功率。
2.控制参数选择
10kV 配电网运行的状况需要通过具体指标进行衡量，其中包括馈线首端功率因数以及电压合格率两个指标。其中馈线首端的功率因数与线路有功负荷以及感性无功的大小、分布有关。同时，根据整个配电网运行线路的运行状况，即馈线首端功率因数与现场电压内容，动态控制补偿电容器的投切，通过此种方法达到无功优化的根本性目的。功率因数内容可通过变电站调度自动化系统中获取有功功率与无功功率计算得来，为控制电容器自动投切与执行机构供电。现场电压则需要电压互感器从10kV 线路取得电压，通过控制器进行运算识别出运行中的现场电压。因此，本文在控制参数的选择方面，选择10kV 线路首端无功功率、功率因数以及现场电压作为控制电容器投切的具体参数。
3.系统整体设计框架
在整个无功优化自动化控制系统当中具有核心地位的是运行在调度中心上位机并且起到补偿作用的远程投切无功优化自动化控制系统。因此，上位机无线优化自动化控制系统应该根据10kV 线路运行状况，协调补偿器运行。现阶段配电网的管理普遍采用调度自动化系统，这用能够对整个配电网的运行状况实施监控，测量运行数据，运用相应数据计算馈线首端功率因素与现场电压参数值。补偿器沿馈线分布，与上位机之间的通信系统所采用。通过实现无线分组业务，在现有移动通信网络中增加网关支持节点与服务支持节点进而实现，能够实现补偿器与上位机之间的无线通信。无功优化自动化控制系统框架如图1 所示。
10kV 配电网结构变化较为频繁，在整个线路补偿器也会随着网络呈现出的变化对整个容量、位置以及个数进行合理有效的调整。通过此项内容可以得知，无功优化自动化控制系统具备一定的灵活性，能够依据动态状况进行自我调整。数据库能够记录拓扑结构信息、控制器信息、电容器信息等相应数据内容。当整个系统运用数据时，能够建立逻辑控制内容，充分获取配电网当中的无功补偿状况以及补偿容量信息数据，对无功优化自动化控制系统能够起到一定的监控作用。
4.投切控制及软件设计
4.1 投切控制
控制器投切控制的方式能够对整个系统运行奠定稳定性基础。为保证控制器设置电压整定上下限制，并将上下限值的具体差值称之为整定窗口，当控制器检测到现场电压高于整定上限时，需要切除电容器；一旦现场电压值低于整定上限时，需要投入电容器。并且当整个系统的上位机方面发送投入指令，需要将整个窗口向上移动，促使电容器投入。系统对控制器进行控制，需要报送确认包，如果连续发送确认包得不到回应，则证明系统运行出现异常状况，控制器转为独立工作模式，转为受控运行状态。因此，能够在整个系统运行状况异常的同时，保证电容器的投切。
4.2 软件设计
软件运用采用模块化与多线程技术进行软件架构设计，主要原因是由于该系统对调度自动化系统数据请求与获取以及远程控制器之间数据包交换均采用的是异步发生。在软件设计方面主要分为三个方面的内容，分为线路1、线路2 以及主线路程序。其中主线路程序当中包括电容器代理模块、数据路读写代理以及控制器代理模块等内容；线路1 方面主要是通过对调度自动化系统数据请求与结息模块分析整个系统中的首端参数，控制决策模块制定投切指令；线路2 主要是对整个数据内容进行分析，交由数据中心进行处理并发出相应指令。为保证软件设计得以实现，采用VisualStudio2008 作为开发工具，选择C 语言作为程序设计序言，对无功优化自动化控制系统进行设计。经过具体软件对10kV 配电网的实际检测，证明系统能够按照具体指令在调度自动化系统中或缺补偿的首端参数，实现补偿控制的运行，运行状况良好。
5.结论
根据上述分析可知，随着经济建设的飞速发展，人民的生活水平逐渐的提高，电力客户对电能质量的要求也愈来愈高，配电线路是连接电力系统和用户的重要环节，对10kV 无功优化自动化控制系统进行设计，通过无功补偿控制原理进行分析并对控制参数进行选择，设计整个系统运行框架，做好10kV配电线路的无功优化及自动化控制对于电网的发展具有非常重的意义。
参考文献：
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论文作者:冯燕珍
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/1
标签：电容器论文; 线路论文; 电压论文; 功率因数论文; 配电网论文; 系统论文; 控制器论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;