配電網內涵節電方法之無功優化

翁軍美 顧青松

摘 要：降低配電網的電能損耗是整個電網降損工作的重要一環，該文主要對配電網內涵節電方法之無功優化進行闡述，系統性提出配電網無功優化一攬子解決方案。

關鍵詞：內涵節電 無功優化 IEC61970/61968 仿真決策

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-01

電力行業作為國民經濟重要支柱，其自身損耗問題較為突出，其中配電網點多面廣，結構復雜，負荷性質多樣，負荷變化波動大，配電網的損耗約占總損耗的43%。因此，配電網節電工作勢在必行。

1 內涵節電與無功優化

配電網節電應從實際情況出發，認真搞好電網規劃建設、調整網絡布局、調整運行電壓、優化供電方式、更換導線、更換變壓器、優化無功設備和平衡三相負荷等。其中，不需要投資或較少投資的網優類的方法（內涵節電）產生的效果明顯，投資小，回收快，效益顯著。無功優化是其中最典型的一種。

2 IEC61970/61968 CIM模型

進行無功優化，需要構建配電網真實模型，一般通過獲取靜態模型和運行數據，進行網絡拓撲和狀態估計而得到。

基于IEC61970/61968 標準的CIM配電網模型，表示了電力企業運行各個方面建立模型通常所需的所有主要對象，CIM模型包含這些對象的公有類和屬性，以及它們之間的關系。CIM模型文件采用可擴展的標記語言XML，XML是不同系統之間的數據接口標準，是所有信息的中間層表示，可解決信息表示、關聯的統一，實現跨平臺、跨操作系統的信息交互。

在第三方提供CIMXML文件的情況下，優先采用對第三方系統提供的CIMXML文件進行讀取和解析。在實際應用過程中，當第三方系統對電網靜態模型進行維護，導出新的CIMXML文件后，應立即執行解析和存庫操作。

在實現CIMXML文件級數據交換的基礎上，實現符合IEC 61970/61968標準的CIS接口，不管第三方系統內部的數據模式是否完全符合標準，不需要關心數據信息在第三方系統中的存儲方式，通過CIS接口就可以進行運行數據的獲取。

基于IEC61970/61968標準的互操作應用日益廣泛，目前已經實現與EMS、DMS、PMS和GIS等系統的交互應用[1]，該模式代表未來主流方向，是實現數據共享、互聯互通的關鍵內容，能夠有效保護用戶資源。

3 無功優化規劃

無功優化規劃是保證電網規劃時“保證在各種情況下電網的供電連續性”這一目標得以實現以及提高電網運行質量、降低網損的重要步驟[2]。

進行無功優化規劃時，優先采用自下而上的順序，在對高電壓等級電網規劃時，應計及下級電網的補償效果。通過以網損最小為目標，考慮各變量的約束條件，綜合考慮各種典型負荷水平下的補償需求，對配電網的無功補償提出配置規劃決策方案。

4 無功優化控制

無功優化控制包括35 kV及以上電壓等級的主網部分（主網AVC）和10 kV及以下電壓等級的配網部分（配網DAVC）。

主網AVC和配網AVC獨立運行，通過主配聯調模塊進行協調優化控制，實現變電站、饋線和臺區三級自動無功電壓協調控制，達到全配電網無功電壓 “優化協調，分層控制，效益最大化”[2]。

主網AVC通過調度SCADA系統采集數據進行優化計算，得出變壓器分接頭與電容電抗器的控制指令，借助SCADA系統通道自動執行。

配網DAVC通過DMS系統采集數據進行優化計算，得出控制指令并對配網相關無功電壓設備進行控制。目前國內配網自動化普遍未建立健全，可通過APN專網通信，由服務器直接與終端設備建立通信。

考慮10 kV及以下電網的設備特性及運行特征，配網DAVC一般將電壓和無功進行解耦優化與協調控制，首先保證無功就地平衡，然后進行經濟運行電壓的優化計算和自動調節，先無功后電壓，無功優化時考慮對電壓的影響，電壓優化時考慮對無功的平衡，實現基于電壓合格基礎之上的電壓經濟、無功平衡與降低損耗，同時穩定

電壓。

5 低壓無功三相不平衡優化

低壓配電系統大都采用三相四線制，由于單相負載的不平衡性、用電的不同時性等原因，造成三相不平衡，中線上出現不平衡電流，不僅增加損耗、降低效率，還會引起負荷端電壓中性點的漂移。

通過疊加原理和對稱分量法，通過負荷的Y-Δ變換，得到低壓不平衡電流的全電容補償方法，借助全無功隨器自動補償設備對配變低壓側三相無功不平衡進行補償，可以消除因無功負荷不平衡帶來的配電網損耗。

6 無功設備管理維護

通過調查了解，配電網無功設備管理與維護存在較多問題，除了部分設備長期處于閑置狀態以外，投運的設備損壞率也較高，“年年栽樹，不見森林”。經過分析，主要問題包括接線不規范、取樣倍率不準確、運行電壓不匹配、接地不規范、人員觀念誤區和組織管理薄弱等幾個

方面。

無功設備的管理維護，可以通過軟件系統進行統一管理，通過APN專網進行通訊，通過實時掌握設備運行狀態，建立異常預警機制，及時消除無功設備的隱患，保證設備正常運行。

7 仿真決策

配電網經濟運行的指標是網損，通過的實時計算和離線計算，為分析提供大量可靠的基礎數據，通過報表和曲線的形式進行對比和分析，方便地找出影響網損的敏感點、網損的高損對象和高損運行方式等，在此基礎之上，可以繼續進行仿真

決策。

仿真決策實現“所見即所得”，依據SVG圖形標準，實現電網圖形的共享和使用，通過直接在電網SVG圖形上進行人工模擬操作，通過計算和比較，實現對電網運行方式調整或電網設備改造等降損措施的

決策。

8 結語

配電網節電工作非常重要，采用系統性的思路，秉持“全局統籌、逐步實施”的原則，先軟后硬，開展無功優化規劃、控制、評估分析以及無功設備管理維護工作，涵蓋規劃、優化、操作、評估和管理等各個階段，在不增加電網投資或較少投資的基礎上，實現系統的、整體的和巨大的

節約。

參考文獻

[1] 崔巍，史永，孫兵.基于IEC61970／61968電網模型構建和整合[J].電力系統保護與控制，2011（17）：71-74.

[2] 白建華.無功規劃與電壓無功自動控制.北京電力高等專科學校學報[J].自然科學版，2012，29（11）：319.