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电压无功!无功电压优化控制在县级全电网中的应用

导读:这是一篇与电压无功论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料。

重庆首个区域 电网电压无功自动控制系统投用 重庆新闻联播 20141104 视频 : 无功功率与电压的关系 1、★电压无功控制系统通讯系统设计2、★电压无功自动控制系统在县调运行中的应用3、★基于PLC的变电站电压无功综合控制系统4、★电压无功综控系统在电网中的应用

(河北省廊坊香河供电有限公司,河北 廊坊 065400)

摘 要:文章根据县级电力公司在电压无功控制方面存在的问题,分析介绍了无功全电网优化控制的设计准则、数学模型、系统组成以及计算流程和其最终实现的功能,通过软件仿真,验证了无功电压优化控制所取得的显著效果.

无功与电压的关系:电压与无功功率2

关键词:无功电压;县级电网;优化控制;电网无动优化补偿功能

电压与无功功率1 视频时长:08:53 电压与无功功率1 播放:29609次 评论:11518人

中图分类号:TM761     文献标识码:A     文章编号:1009-2374(2012)13-0108-02

目前,我国大多数县级电网无功电压调度基本都实现了运行值班员远程控制调压,变电所基本实现无人值班.但是在无功电压控制方面县级电网却存在如下问题:首先,运行人员控制电压精度不高,难以完成实时多进程的同步控制,因此手动工作依然较多;其次,变电所的无功电压控制不是我们所说的全网最优控制,并且维护成本高、难度大.但是,随着变电所无人值班制度的实现,县级全电网的无功电压优化控制已经成为可能.

1 县级电网运行中无功电压优化控制的必要性及可行性

作为现代大电网的有机组成部分,县级电网目前还存在着电压偏移过大等问题,电压的波动必然会导致电能质量下降,对电力电网和供电客户的安全使用带来影响,其影响主要表现为以下两方面:第一,当电压降低的时候会带来电网中的能耗相应增大,同时可能危害整个电力系统的稳定运行.如果电网系统的无功功率不足,电压水平较低,枢纽变电所的母线即使遇到较小的扰动也会出现瞬间大幅降压的情况,其后果是十分严重的.第二,由于电力客户的用电设备都是在额定电压下正常工作的,因此电网供电电压与客户的设备运行密切相关,过多的电压偏移不仅影响电力客户设备的最佳工作状态,还会损坏用电设备.

随着科技的不断发展,虽然大多数变电所已经实现了调度自动化,同时具备了光纤通信、电压以及有载调压档位开关的数据采集自动化.但是,无功电压控制仍然主要依靠人力控制,劳动量较大,需要实现无功电压优化控制系统.我们以改善控制策略为入手点,结合现代计算机的智能控制,利用县级调度数据自动采集系统进行实时参数运算和无功电压计算.根据所得数据及时给出无功电压控制策略,可以实现以最少的调档次数得到最佳的电压调节质量,因此实现无功电压优化控制系统是可行的.

2 县级电网无功电压优化控制方法及流程

2.1 无功电压优化准则

在进行无功电压优化是主要坚持一下优化准则:首先,以实现电网总电能最小损耗为目的;其次,保证全电网的电压质量符合要求;第三,通过智能控制,实现全电网控制次数最少;最后,严格遵守设备运行安全操作规程对电网进行控制操作.

2.2 无功电压优化控制系统组成

全电网的无功电压优化控制系统主要通过数据采集和安全监控系统对全网进行有功功率、无功功率、电压等实时数据的采集与运算,通过无功优化算法、电压优化算法、无功电压综合优化计算等算法最后生成有载调压变压器分接开关指令,无功补偿设备的相关指令,然后将指令交给数据采集和监控系统执行,如此往复循环.

2.3 无功电压优化的数学模型

以全电网损耗最小为目标函数

上两式中:Ui为变电所母线电压,Ki为变电所主变压器分接开关应处挡位数,Qi为变电所应投无功补偿容量,KT为主变压器当前分接开关挡位数,Qc为变电所所配电容器容量,n为变电所个数.优化过程中所应该考虑才约束条件:母线电压不超过上限、供电电源功率合格、电容每次的投切次数不超标等.

2.4 快速求解

直接求解以上的目标函数是非常复杂的,因此想要实现县级电网的实时闭环控制,需要采用快速求解发对目标函数进行求解.我们要合理利用地区电网的无功电压专家控制系统和运行特性,对无功电压优化数学目标函数进行分解简化,最后利用专家系统和潮流计算方式来进行快速求解.最后,专家系统库要根据实际电网利用系统潮流计算方法进行灵敏度检测.

2.5 无功电压优化计算流程

启动无功电压优化系统后,首先从数据采集系统采集全电网的实时运行数据,将全电网电能损耗最小值作为目标函数进行优化计算,求解主变压器分接开关的档位最佳数、电容最佳投入容量等.利用已经求得的优化解,来给出电容器的投切次数和主变压器分接开关调节次数.

以全电网最小损耗为目标函数,在此范围内多次优化求解,计算出主变压器和电容器分接开关的最小操作次数.当操作次数达到最小值的时候就为最优解.最后发出控制命令,开始执行电容投切与主变压器分接开关调节工作.

3 无功电压优化功能实现

3.1 全网无功优化补偿功能

保证全电网中不同级别变电所的电压在规定范围内,可以有效控制县级电网内的无功功率合理流向,使得无功功率平衡分层,功率因数以得提高.在相同电压不同变电所或者相同变电所但是不同的电容器组之间,都是有最优控制系统来决策谁是优先投入方.

3.2 全网电压优化调节功能

当变电所出现无功功率流向合理但是电压超标或者低于下限水平的时候,可以根据优化系统分析通电源、同电压等级变电所和上一级变电所的电压情况,制定相关策略,决定调节本级还是上一级的有载主变压分接开关.在保证电压处于标准范围内,为了减少主变压器并联运行台数从而减少母线电压值,可以实施逆向调压.实施有载调压变压器分接开关操作次数的优化配比,实现设备用有载变压器分接开关档位来调节.

3.3 无功电压综合优化功能

县级变电所的母线电压超过10kV的时候,首先考虑降低主变压器的分接开关档位,如果还不能解决问题,需要切除电容器;当母线电压低于10kV的时候,要先采取投入电容器,不能实现标准电压时,采取提高主变压器的分接开关档位.在电网控制中尽可能保持电容器的合理投入,同时需要预防无功补偿设备的投切震荡.

4 结论

综上所述,县级全电网无功电压优化控制系统,不仅保证了设备与电网的安全、经济、稳定运行.同时从全电网的角度实现了无功电压的优化控制;实现了全电网的电能最小损耗;实现了无功补偿、无功分层就地平和以及设备的科学投入;实现了主变压器分接开关调节次数最少、电压稳定且合格率很高;实现了电网调度自动化,大大降低了人为操作的劳动量.这种优化控制系统能够给县级变电所带来潜在的经济效益和巨大的社会效益.

参考文献

[1]  李建名.县级电网无功电压运行相关问题探讨[J].科技与生活,2011 ,(4 ).

[2]  季翠娜.县级全电网无功电压优化控制[J].供用电,2007,(1).

[3]  林晓春.电网自动电压控制系统在地县级调度的应用和实现[J].自动化技术与应用,2007,(11).

作者简介:张丽堃(1979-),女,供职于河北省廊坊香河供电有限公司,研究方向:县级电网无功电压管理.

(责任编辑:刘 艳)

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