摘要：电网最后的位置就是配电网，这个位置具有很大的波动性和分散性，而且非常容易造成造成相关的线路电能以及电压出现非常严重的损失，对于电网的安全运行产生不利影响。通过无功协调控制的方式可以有效提升负荷位置的电压质量，缓解线损问题，使得供电系统可以稳定、安全运行。
关键词：配电网；电压无功协调；控制；策略
前言
配电网是连接输电系统和负荷的主要组成，它能够直接的面对用户，是保障供电质量，提高电网运行效率的关键。无功优化指的是在满足运行约束的前提下，用尽量少的无功投入，最大限度地降低网损、改善电压质量。
1配电网电压无功控制的难点分析
①配电网的网点很多，并且具有各种各样的负荷类别，但是有效的监测信息比较少并且计算的过程比较复杂，使用的时间过长，计算效率不高。②一些设备在运行中并没有处在最优的状态，其自身是不可控的，有时候甚至无法满足动作条件，主要是利用周围电网的设备的动作来带动其的运行。比如无载调压配变设备，当电压越过相关的最低水平时，其一般是利用线路的调压器或者主变调压设备来保证正常的电压。③在控制命令执行的过程中，因为电压的等级各不相同、区域的电网之间具有一定的关联，经常出现协调不到位的情况。④设备在进行动作时，一方面要对本地的量测数据进行分析，另一方面还要考虑到上下级的电网协调的请求问题，使得设备动作发生振荡现象。
2控制策略遵循的原则
配电网全网电压无功协调控制策略应遵循以下原则：
1）先调节无功，后调整电压。无功平衡是电能传输、转换及维持电气设备正常运行的基础条件。同时由无功电压特性曲线可知，负荷变化时，为了维持无功功率平衡，必然会形成新的无功平衡点，导致设备运行电压产生变化。因此，配电网电压无功协调控制应先调节无功，后调整电压。2）无功自上而下判断，自下而上控制。无功功率不宜远距离输送，对无功功率的分配，应按照就地平衡、分散补偿的原则进行，尽量降低无功消耗点从上级电网吸收的无功功率，减少无功在线路中的流动。因此，无功应自上而下判断。如果上级电网有无功补偿的需求，应首先检查下级电网无功是否已就地平衡，在下级电网无法满足补偿要求的情况下，再形成本地补偿的控制命令。而控制命令的执行应自下而上逐级进行，如此既能满足本地无功需求，又能减少无功在电网中的流动，最大限度地降低网损。3）电压自下而上判断，自上而下控制。配电网低压用户端无法实现本地调压，只能依靠上级调压装置动作实现。目前多数地区有载调压配变及线路调压器数量较少，配变调压主要依靠主变分接头动作来完成，即10kV线路中多数电压不合格点的调整都需要逐级向上申请。因此，应自下而上逐级判断电压是否需要调整。在进行电压调整时，上级调压设备动作对下级设备电压影响较大，调整面广；而下级调压设备动作对上级设备电压影响很小，调整面窄，因此应自上而下逐级执行调压指令。
3电压无功协调的控制策略
3.1配电网的无功控制
在某个潮流断面的基础上，对各个无功补偿的装置存在的投切容量进行合理决策。第一要对流过的10kV的馈线进线开关所存在的无功功率进行合理的明确和判断，明确其是不是超过无功补偿装置的最低容量，如果可以满足条件，就可以进行无功控制的决策，对每个可控位置按照系统有功的网损对节点的无功变化存在的灵敏度进行有效的排列，通过这种方式来明确可控点的合理的调节顺序，补偿容量的明确，主要通过对可控点的功率因数进行判断，如果其超过最小的功率因数并且不会出现无功倒送的问题就可以明确相关的容量。剩下的无功由线路通过集中补偿器来进行良好的补偿，使得补偿过后的功率因数可以超过最小的功率因数，并且不能存在无功倒送的情况。
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3.2全网协调控制
由上述公式D可知，当控制节点的电压处于fEVL指标范围内时，这一区域内，能够利用对无功设备的状态进行调整，让所有内部节点的电压都在许可范围内。当区域内控制节点i处的电压不满足Ueq∈fEVL这一条件时，本地的自治控制很可能无法独立恢复电压，需要区域协调控制的配合。当自治控制区域内出现电压超过限定值的现象，而且控制区域k控制节点的电压不满足Ueq∈fEVL这一条件时，区域内的控制器就会接收到各个控制节点的电压信号，并且下发有载调压变压器分接头位置的调节命令，即nnext，具体计算流程如下：①有载调压变压器分接头调节范围的计算②有载调压变压器分接头动作的指令选择通过上述计算可以推导出，如果有载调压变压器完成相应的动作指令之后，仍然有局部的电压在允许的范围之外，就可以得出如下结论：超出部分节点的控制电压必定就在fEVL这一指标规定的标准之内。根据这一结论，要想让所有节点的控制电压都恢复到正常的范围，只要在超出电压限定值的区域采用自制电压就可以完成。
3.3配电网的电压控制
通过无功控制的指令下发过后，在出现的潮流断面中对电压进行控制，包括10kV的相关节点、每个配变低压侧出口存在的电压，还包括在用户侧的低压监测设备对低压的用户采集到的电压。可以通过下面几个环节来明确协调控制的方案。①根据每台配变的情况，如果用户的电压出现低于最低值要请求配变进行电压的上调，或者用户的电压越最高值请求配变进行电压的下调的情况，如果配变具有相关的调节裕度，并且在进行调整后相关的电压可以符合需要，就可以进行相关的动作，如果原来的配变电压在调节过后不符合要求，那么就会出现动作命令。②不存在配变的动作请求以及相关的命令时执行退出。③对SVR存在的下游的节点出现的越限的节点数量进行准确的计算，明确其的数量，如果越过上限的节点数量超过越过的下限的节点数量，那么就要请求SVR进行下调动作，反之就要请求上调动作。对SVR进行动作之后存在的节点越限的数量进行预估，如果越限的节点数量相比之下出现减少的情况，并且SVR出口的电压符合要求，那么就可以接受请求；如果原来的SVR出口出现电压不符合要求的情况，那么就要生成动作的命令。④对10kV的馈线中存在的不符合要求的节点进行计算，如果越上限的节点数量超过越下限节点的数量，那么就可以请求主变进行下调动作，反之就要请求主变进行上调的动作，对10kV存在的每个节点的电压以及配变的电压进行预估，如果越限的节点数量相比之下出现减少的情况，并且主变的出口电压符合相关的要求，那么就可以接受请求。如果原来的主变出口电压不符合相关的要求，就需要生成动作的命令。⑤对一个相同的变电站出口馈线可以再次执行第一个环节。⑥如果前面提到的协调控制方案一生成了SVR的控制指令，要对SVR下游各个节点的电压进行预估，之后重复执行第一个环节；如果上面提到的协调控制方案二生成了主变的控制指令，要对全网的电压进行预估，并对第一个环节进行重复执行；如果出现每条馈线对于主变的请求都是不同的，那么就会出现生成协调控制方案一的情况。在这当中，对于可控设备间的上下游关系的形成，可以根据实际的情况利用深度优先搜索的方法，这样来生成拓扑树。
总结
科学合理对无功资源进行有效配置以及调度工作可以使得网损得到降低，使得电业的质量得到有效保证，可以最大限度地降低事故的发生，进而保障电力企业的经济效益。
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论文作者:何金鑫,方明,周正中,吴道红,费跃
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/20
标签：电压论文; 节点论文; 动作论文; 电网论文; 设备论文; 配电网论文; 数量论文; 《电力设备》2017年第26期论文;