摘要：作为判定电能质量高低的关键参数之一，电压质量对供电公司与用户的作用逐渐增强。为进一步提升配电网电压质量，主要基于智能电能表电压量测数据进行研究，利用台区电压质量评估算法，并有效应用主配网协调优化控制技术，实现了配电网电压无功多级协调控制。
关键词：供区配电网；电压质量；智能电能表；协调控制；无功优化
1、控制策略分析
1.1变电站和下属线路间的协调
第一级策略在切实确保10kV母线电压合格的基础上，系统利用智能公用变压器终端系统采集的配变电压，求解获得最优母线电压值（使配变电压合格率最大），接着把该数值当做协调目标，然后交由主网AVC执行，提高配电网调压能力。现在所求解的电压合格率为211台配变电压的数值，按照求解结果获得最优值。比如，“建议调整某个变电站母线电压，将其变成105kV，预计某个变电站智能终端电压合格率会增加至87．7%”，每15min系统会求解出最优建议值。此为第一级联调结果，具体来说，也就是向主网AVC发送的协调目标。鉴于实践中的可操作性，给出的电压上下限分别为10．55与10．45。这个策略的有效期为15min。
1.2线路主干线设备和配变间的电压协调第二级策略
具体来说，该部分调节设备主要涉及到串联电容器、线路调压器与柱上无功补偿，电压影响范围主要涉及到安装点之后的全部配变，除此之外，调压策略还兼顾到自身与影响区域中全部配变的电压约束。策略制定过程中，应当按照逆调压原则，利用采集的安装点后端的配变电压，然后结合负荷预测数值，将串联电容器、线路调压器自动调档，并且把动作次数平衡至全部设备上，由于需要与第一级策略进行密切结合，第二级有一个5min的有效期。不仅如此，对双向调压器的策略必须仔细分析潮流流向，并且充分考虑丰水期的高电压治理。
1.3配变和低压用户间的电压协调第三级策略
该方面主要包括有、无载调压配变两部分。其中，对于前者来说，主要利用采集获得的台区与用户数据，系统充分兼顾用户电压、变压器功率因数，科学合理地对有载调压配变档位进行调整。与之相同，其每日自动调档次数有所限制，所以具备手动遥控功能。根据后者分接头档位调节没有合理参考依据与全面策略这一个问题，该系统主要按照配变电压历史资料，兼顾季节性负荷改变对电压的作用，对分接头调节最优策略进行制定，以此来对运行者进行指导，使他们实时对无载配变的档位进行调整，最终确保电压合格率处于最佳水平。
2、主配电网协调控制构架
这一个系统为三层控制构架分布式。主网AVC的作用是用来协调变电站相互间的配合，具体来说，涉及到变电站之间线路的无功优化、上下级变电站的配合。主网AVC负责下发子站的电压无功目标范围，而并非对相关设备进行直接控制，该模式可以明显改善平台可靠性。主网AVC还拥有监控与建模的作用，并且还能够对“变电站区域控制装置”进行远程维护。具体主要通过组态软件+优化算法+专家系统+实时数据库的模式实现，对诸多类型的平台均支持。能够非常容易的部署于Linux、Windows等平台下，系统引入商用数据库实时库的模式，不但可以确保计算的规模，还可以确保速度。此外，主网AVC还具有权限管理、database等服务器的作用。主站利用监控与维护工作站以及Web访问来监控配电网，进行建模等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“变电站区域控制装置”可以求解变电站内部电压无功设备有关数据，然后将其向主网AVC发送，以协调主站，并且按照主网AVC求解得到本地母线的无功范围与最优电压，按照变电站内设备的各种约束，例如动作次数与控制范围等，对无功补偿设备投切进行协调等。“分布式配电网控制器”可以有效控制几个馈线上的全部电压无功设备，得到调节配电网AVC的电压与无功的命令，然后进行遥控，从而实现相应的控制功能。具体来说，主要能够对以下电压无功设备进行控制：有载调压配变，低压SVG，单、双相线路调压器等。其还求解各个馈线的无功裕度，定时向配电网AVC上传，从而能够完成对主配电网的协调。“配电网智能控制器”是本地控制器，能够实现对各种终端一次设备的控制，例如线路无功补偿装置、配变低压台区无功补偿装置等。因配电网具有上述特征，这一个装置可以对有无通信的条件自动适应，拥有上传监控数据的作用。可以按照负荷变化做出调整，对指令自动调整，对动作次数进行改进，降低发生故障的可能性。在通信中断的时候，可以发挥就地优化控制的功能。其中采用了VXWOＲKS系统、嵌入式硬件模块，具备本地保护功能，同时还能够按照电压、功率因数的进行投切，不仅如此，还拥有通信接口等。后两者应用一致的架构设计，主要以嵌入式硬件模块为基础，还引入了Linux系统，具有以下几方面功能：上下级协调机制接口、指令执行通道、数据采集通道等。
3、应用情况
某35kV变电站，工区下属8条10kV线路，公用配变203台，小水电5座，总装机容量4830kW。变电站10kV母线电压常因小水电发电量波动而出现不合格情况，枯水期时，母线电压偏低，需人为手动升档；丰水期时，母线电压则相对较高，某些时段变电站内没有科学合理的降压方法。10kV中压线路主干线相对较长，具有相对较多的分支线，线路末端电压相对较小，某些区段甚至为8．7kV。台区配变都是无载调压配变，当季节性、时段性负荷改变的时候，职工必须亲自到现场进行停电调节；台区无功补偿不足，现场实测台区功率因数在负荷低谷时大约是0．94，而在负荷高峰期的时候大约是0．79。不仅如此，这一个变电站下电压在198V以下的用户大约为759户，电压合格率达到91%，但是，在丰水期时，与小水电共线的用户，将出现高电压。为解决好现阶段配电网中无法充分消除低电压这一个问题，分析中压线路、变电站、台区彼此联系，在合理提高电压、增设无功调节设备的基础上，通过配电网电压无功多级协调控制策略，对每一个设备的调压功能进行挖掘，最大限度地降低故障的发生，改善治理效果。这一个技术从2015年3月开始投产运行，可以充分消除低电压、调节过电压，从而在很大程度上改善了当地的电压质量，并且使得设备故障发生概率大幅减小。供区电压合格率从过去的91%增加至98%，甚至更高，功率因数从过去的0．79增加至0．98。利用综合优化协调控制，降低了相关设备投切次数，并且使其可靠性明显改善。按照电网具体状况来在线优化无载调压配变分接头，提前做出合理的调整，降低了季节性负荷波动造成的低电压，从而使得电压合格率明显改善。应用新技术还能够实时监控变电站、中压线路、台区各电压无功设备，使得配电网运行与维护工作效率明显提升，在很大程度上推动了配电网自动化建设，取得非常良好的成效。
结束语
综上所述，本文介绍配电网电压无功多级协调控制策略及应用，有效地提高了供电企业电网自动化水平和主配电网电压无功协调控制能力，改变了传统主网AVC仅实现“母线电压合格”的局性，实现了以“客户端电压合格”为目标，自下而上的主配电网AVC协调优化控制以及变电站母线逆调压等功能。该策略能有效解决配电网电压无功调节的实际问题，同时较好地解决了配电网节能降损的老大难问题，是智能配电网、主动配电网建设的有益探索，具有较好的经济效益、社会效益和广阔的应用前景。
参考文献：
[1]吕志来，喻宜，李海，张学深.中低压配电网无功优化综合协调控制系统研究与设计[J].供用电.2015（04）
[2]徐丙垠，李天友.配电自动化若干问题的探讨[J].电力系统自动化.2010（09）
[3]吕志来，喻宜，李海，等．中低压配电网无功优化综合协调控制系统研究与设计［J］．供用电，2015，32（4）
论文作者:李政,任万分
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签：电压论文; 变电站论文; 配电网论文; 母线论文; 策略论文; 设备论文; 调压器论文; 《基层建设》2017年2期论文;