電壓無功優化功能在電網調度中的應用研究

唐曉芳

(四川省電力公司達州電業局，四川 達州 635000)

隨著電力工業的迅速發展和進步，電力系統的結構和運行方式也隨之擴大并且越來越復雜，電網調度中心的自動化水平也不斷得到提高。在原來電網的調度中，通常都是用手動方式來調節主變壓器和電容投切，但是隨著變電站數量不斷增多，工作人員的工作量就會隨之加大，而且通過手動調節很難保證調節的可行性和合理性。而PAS軟件電壓無功優化功能的開發和應用，可以輔助工作人員更加容易的實現調度，因此該軟件是調度中心自動化系統的重要組成部分。調度人員通過對PAS軟件的應用，就能夠實現對電網調度的自動化，能及時的發現和解決電網在運行中出現的各種問題，進而確保電網穩定安全的運行，同時也能減少工作人員的工作量，提高工作效率，并保證了調節的合理性和科學性。

1 PAS軟件的功能

1.1 網絡拓撲

由于正確的網絡模型是保證網絡分析各個應用軟件能正常運行的基本條件，所以網絡建模和網絡拓撲，對于整個網絡分析來說是非常重要的。

1.2 狀態估計

它作為EMS信息重建部分最主要的功能模塊，所估計的結果是其它EMS分析軟件的額數據基礎。

1.3 調度員潮流

基本的網絡分析軟件，可以給調度人員和分析人員提供一種方便分析工具，調度人員可以假設各種電網運行的狀態并進行分析，計劃工程師可以使用它對計劃的安全性進行校核，分析人員可以用它對進行運行方式所發生的變化進行分析。

1.4 負荷預報

它是未來數據的一個來源，對電力系統的控制、計劃和運行來說都是非常重要的，所預測的結果對電力系統經濟性的改善和安全性的提高有直接的影響。

1.5 故障計算和分析

可以根據電網運行方式和網絡的組件的參數來計算出電網系統在運行中如果發生故障時故障電流的具體分布情況。

2 控制原理和策略

2.1 控制原理

PAS軟件通過數據接口從電力調度自動化SCADA系統中獲取電網中的實時信息，然后根據電網運行模型來計算出電壓無功優化，進而給調節人員提供電壓調節和電容器投切的方案，同時還通過語音的方式給予提示。如果運行自動控制，軟件會向系統發出調節的命令和指示，并執行電壓調節和電容器投切的指令。

2.2 控制策略

軟件控制策略的目的是為了保證電壓無功控制的有效性，進而使得無功分布能達到分層分區就地平衡的原則，并且分片進行優化，在保證電壓符合要求的基礎上要設法盡量減少各個區域中的無功流動，進而降低不必要的網絡損耗。軟件寶庫兩種控制策略，即：分散式和集中式。

2.2.1 分散式控制策略

該策略是以每一座變電站作為分析目標，針對實際情況分別確定出最科學合理的控制策略，然后通過電網調度中心自動執行該策略。分散式控制策略采用的是九區法。分散式控制策略應用在電網調度中心只適用于對本電網內三十五千瓦變電站有控制權的供電企業。

2.2.2 集中式控制策略

集中式控制策略是通過調度自動化系統對整個電網各節點的運行的無功功率、電壓以及有功功率等實時數據進行采集，并在線進行分析和計算，在保證電網和設備能夠處于安全運行的基礎上，保證各節點電壓符合相關的要求，站在整個電網的角度對無功電壓進行優化控制，進而達到無功補償設備投入合理和無功分層的就地平衡，進而實現以最少的調節、最高的電壓合格率、最合理的電容投切以及最小的網絡損耗的綜合優化目標。在經過綜合的優化處理之后，相應的控制指令通過調度中心就可以自動執行，進而達到對電網內的所有的變電站的有載調壓裝置和無功補償裝置的集中監視、管理和控制。集中控制策略應用于電網控制中心對該電網中所有對變電站由控制權的供電企業。

結合我市電力局的實際，無功優化軟件采用了分散式控制策略，并根據各個變電站的系統運行點在九區圖上的具體位置制定出了相應的控制策略。

3 相關參數的整定和設置

軟件系統的相關參數的設置不但和系統的正常運行有直接的關系，同時還和所控制的設備的安全也有密切的關系，因此軟件系統相關參數的整定和設置是非常關鍵的，這就要求在對整定和設置相關參數時，要根據有關的標準和規定，同時還要結合自身的實際情況，經過綜合的考慮和分析之后，在進行整定和設置。

3.1 整定原則

我市是一四季分明的城市，季節變化會給負荷造成一定的影響，這樣在對于軟件系統的參數的整定來說，就帶來了不少的困難。在結合我市的實際對我市各方面的因素進行綜合考慮之后，確定出了整定原則：在夏季和冬季是用電高峰期，其中在七月和八月，負荷主要是制冷設備，因此在此期間對電壓的質量就相應有了較高的要求，在十二月和一月份的負荷主要是制熱設備，針對我市的這些具體情況，可以將電壓和無功定值參數以季節分為夏季定值，冬季定值以及其它時段的定值，而且可以將每天又分為負荷低谷、高峰以及過渡這三個時間段。在七月和八月夏季和十二月和一月冬季的用電高峰期，要首先保證無功充足，在電壓上限運行，在其它時間段內，應該保證無功上限運行，電壓下限運行。在負荷低谷時段內，應將電壓維持在低限，不能向系統反送無功；在負荷高峰時段內，要保證站內的電壓處于較高的水平狀態，盡量不要從系統吸收無功；在負荷過渡時段內，盡量給電壓和無功較大的包容空間，進而避免頻繁的調節。

3.2 參數設置

3.2.1 電壓參數設置

為了保證十千瓦母線的電壓能控制在十千伏到十點七千伏的范圍之內，同時給電壓從低谷到高峰期的過渡時期一個包容的空間，對電壓的參數有了這樣的整定：在負荷低谷時段內的限制范圍為十千伏到十點四千伏；在負荷的高峰時段內的限制范圍為十點二千伏到十點七千伏；在負荷的過渡時段內的限制范圍為十點一千伏到十點四千伏。

3.2.2 無功參數設置

為了更好的適應電容器投退對系統無功的影響，無功參數的設置標準將按照1.3QC來整定，在負荷低谷時段內的無功定值范圍為（-0.1～1.1）QC，在負荷的高峰時段內的無功定值范圍為（-0.3～0.9）QC，在負荷過渡的時段內無功的范圍為（-0.85～0.55）QC。

3.3 控制閉鎖的設定

3.3.1 電容器的控制

第一，對每日的投切次數控制，當設置為軟件自動投切電容器時，每天的投切次數不能多于六次，一旦超出，系統將自動閉鎖，就算是電壓不符合要求，系統也不會進行再次控制；第二，對最短的投切間隔的控制，在電容器開關動作之后，要有一定的閉鎖時間，進而避免在短時間內頻繁的操作設備，通常情況下，系統默認的時間為五分鐘，也可以通過人工進行重新設置；第三，對電容器保護信號閉鎖的控制，如果電容器出現了過流、過壓一級零序等保護信號時，將閉鎖該電容器的遙控功能。

3.3.2 主變分接頭控制

第一，對每天調壓次數的控制，如果設置為軟件自動對主變分接頭進行調節時，三十五千伏主變有載開關每天的調節次數最好不要高于十五次，一旦超出，系統將自動閉鎖；第二，對最短調壓間隔的控制，如果軟件自動調節為主變分接頭時，在兩次調壓之間應該有一定的時間間隔，進而避免在短時間內過于頻繁的對設備進行操作，在主變分接頭發生動作之后，具有一定的封鎖時間，通常情況下系統默認的時間為三分鐘，也可以通過人工進行重新設定；第三，對并聯最高和最低黨委的設置，如果兩臺主變需要并列運行時，但分接頭有不一致的情況下，就要確定出并聯的最低和最高檔位，進而防止出現在電壓不平衡的情況下并聯運行；第四，對于主變檔位調壓閉鎖的控制，首先，如果主變電流高壓額定電流的百分之八十五時，為了保證主變的安全運行，就要臨時閉鎖主變調壓功能，在數據得到恢復之后，閉鎖就可以自動解開；然后，如果主變出現過流、過負荷以及瓦斯等保護信號時，就要閉鎖該主變的遙控功能，進而避免調壓事故的出現，而這種閉鎖需要通過手動進行解鎖。

結語

PAS軟件的電壓無功優化功能在我市電力局電網調度中心已經應用了兩年多了，在這段時間內，系統運行正常，而且設備可靠穩定，在很大程度上減少了工作人員的工作量，使得調節更加科學合理，同時還降低了對電網的網絡損耗，我市電網運行的電壓質量和經濟效益也有了顯著的提高。

[1]林少偉.電壓無功優化功能在縣級電網調度中的應用[J].農村電工.2012(2).

[2]曹立霞，厲吉文，程新功，蘇建軍，趙淑影，徐斌.分布式電壓無功優化控制系統的設計與應用[J].電力系統自動化.2003(23).

[3]姜學寶，江衛中.蘇州地區電網電壓無功優化系統的應用實踐[J].繼電器.2006(7).