論電網(wǎng)無功優(yōu)化與AVC系統(tǒng)在縣域電網(wǎng)的應(yīng)用

楊娟

摘要：目前電網(wǎng)的發(fā)展越來越快，伴隨著越來越復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，用戶對電網(wǎng)供電的質(zhì)量也逐漸高了起來。目前電網(wǎng)實(shí)行的是市場機(jī)制，如何改善系統(tǒng)電壓水平、降低網(wǎng)損，已經(jīng)成為縣域電網(wǎng)中一個(gè)非常重要的課題。文章主要從電網(wǎng)無功優(yōu)化的基本概念以及AVC系統(tǒng)兩方面來介紹其在縣域電網(wǎng)中的作用。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)無功優(yōu)化；AVC系統(tǒng)；縣域電網(wǎng)

中圖分類號：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0135-02

對于以前的縣級的供電企業(yè)而言，電網(wǎng)電壓的傳輸基本上是依靠定時(shí)控制或者是調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)，從而對電壓越限的問題做一個(gè)非常簡單的處理。但是如何進(jìn)一步提高電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損，開發(fā)并研制一種對電網(wǎng)的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)就顯得十分重要。本論文通過對縣域電網(wǎng)的實(shí)際情況的分析，討論了電網(wǎng)無功優(yōu)化和AVC系統(tǒng)在縣域電網(wǎng)中的應(yīng)用。

1 電網(wǎng)無功優(yōu)化

1.1 電網(wǎng)無功優(yōu)化的概念

我們通常所說的電網(wǎng)無功優(yōu)化，是指在電網(wǎng)中流動(dòng)的無功潮流能夠最大限度地滿足電網(wǎng)的實(shí)際需要。電網(wǎng)的無功優(yōu)化體系從廣義上說，在縣域范圍內(nèi)能夠分為兩個(gè)部分：無功設(shè)備配置優(yōu)化體系以及人員、無功設(shè)備管理優(yōu)化體系。

1.2 無功優(yōu)化的典型算法

無功優(yōu)化指的是通過對無功調(diào)流的分布的調(diào)整，減少網(wǎng)絡(luò)的有功損耗和改善電壓質(zhì)量的方法。一種典型的無功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型如下。

由此可以看出，在本質(zhì)上無功優(yōu)化是一個(gè)混合整數(shù)的、具有不等式約束以及等式約束的非線性規(guī)劃問題。對于一個(gè)實(shí)時(shí)控制的系統(tǒng)，最首要的任務(wù)就是對這樣的優(yōu)化問題進(jìn)行求解，給出一個(gè)控制方案。這就要求優(yōu)化算法能夠滿足以下幾個(gè)條件：足夠的魯棒性、靈活性以及能有效的處理控制變量不連續(xù)的情況。

2 AVC系統(tǒng)

2.1 AVC系統(tǒng)的定義

AVC系統(tǒng)，就是指電力網(wǎng)電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。AVC系統(tǒng)能夠集中監(jiān)控、分析和計(jì)算全網(wǎng)無功電壓的運(yùn)行情況，之后能夠從整體對電網(wǎng)中廣泛分布的無功裝置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控。AVC系統(tǒng)可以提高電網(wǎng)整體系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益，提高電壓無功的綜合管理水平，同時(shí)還可以給電網(wǎng)提供高質(zhì)量的電壓，因此本系統(tǒng)能夠使全網(wǎng)非常穩(wěn)定。

AVC系統(tǒng)能對110/35/10kV的電網(wǎng)進(jìn)行全網(wǎng)分區(qū)、分層，實(shí)現(xiàn)電壓無功優(yōu)化。AVC系統(tǒng)是無功優(yōu)化系統(tǒng)中集中優(yōu)化部分的核心內(nèi)容。

AVC系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力電網(wǎng)中電壓存在的問題，從而能夠使問題得到有效的處理，最大程度上減小損失，是一種能夠保障電網(wǎng)可靠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性手段。

2.2 AVC系統(tǒng)的功能

Smart AVC系統(tǒng)軟件（電力網(wǎng)智能AVC系統(tǒng)軟件），能夠智能地對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，進(jìn)而采集遙信、遙測等一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而能夠無功優(yōu)化控制在線電壓。最少的主變分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)、高電壓合格率、最佳的無功出力的發(fā)電機(jī)以及最合理的電容器投切，是電力網(wǎng)智能AVC系統(tǒng)的綜合優(yōu)化目標(biāo)。

2.3 AVC系統(tǒng)的特點(diǎn)

Smart AVC系統(tǒng)具有很全面的功能、強(qiáng)大的功能和靈活性，特點(diǎn)如下：

2.3.1 預(yù)測性。電力網(wǎng)智能AVC系統(tǒng)軟件能夠防止在負(fù)荷波動(dòng)比較頻繁的設(shè)備頻繁動(dòng)作，這是因?yàn)殡娏W(wǎng)智能AVC系統(tǒng)軟件采用了超短期、短期負(fù)荷預(yù)測技術(shù)與智能AVC相結(jié)合的方法。

2.3.2 規(guī)范性。充分考慮了供電部門的具體管理情況，同時(shí)嚴(yán)格遵循《電力網(wǎng)電能損耗計(jì)算導(dǎo)則》中損耗管理軟件的設(shè)計(jì)要求。

2.3.3 多平臺。AVC系統(tǒng)使用了目前最常用的SQL Server（大型數(shù)據(jù)庫平臺），幾乎所有版本的Windows系統(tǒng)都能夠支持此數(shù)據(jù)庫平臺。

2.3.4 開放性。應(yīng)用軟件開放化和組件化，支持SVG公共圖形和IEC61970-CIM/CIS格式的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了即插即用和互聯(lián)互通，保護(hù)了用戶的資源，降低了系統(tǒng)集成的成本。

2.3.5 可擴(kuò)展性。AVC系統(tǒng)使用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，使每一個(gè)功能都能夠各自獨(dú)立，同時(shí)由于整個(gè)系統(tǒng)的采用了元件化的設(shè)計(jì)方法，使得系統(tǒng)在升級、移植以及維護(hù)時(shí)，不需要對系統(tǒng)進(jìn)行大幅度的修改，只需要修改模塊，能夠加快開發(fā)進(jìn)度和減少開發(fā)的成本。

2.3.6 采用ODE技術(shù)。AVC系統(tǒng)采用國際通用的ODE技術(shù)生成報(bào)表。

2.3.7 可連調(diào)性。支持省、地、縣（配）三級AVC聯(lián)調(diào)，同時(shí)所有的接口均對外開放。

2.3.8 先進(jìn)性。在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了“輸電、變電、配電無功電壓調(diào)節(jié)技術(shù)”。

3 電網(wǎng)無功優(yōu)化和AVC系統(tǒng)的應(yīng)用

在使用了AVC系統(tǒng)之后，電壓質(zhì)量得到了明顯的提高。下面是其優(yōu)點(diǎn)：

（1）減少變壓器分接頭的調(diào)節(jié)。一般運(yùn)行情況下，VQC控制下大約要調(diào)檔6次左右。AVC投入使用之后，調(diào)檔的次數(shù)大幅度下降，調(diào)檔次數(shù)評價(jià)2.5次/天；即使是在比較惡劣的情況下諸如電網(wǎng)峰谷差較大的情況下，調(diào)節(jié)次數(shù)也只有大約4.5次/天。

（2）使電網(wǎng)的運(yùn)行更加安全。AVC系統(tǒng)是調(diào)控靜態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備的，但是此系統(tǒng)對于電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)十分有利，在一定程度上提高了系統(tǒng)無功的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償能力。

（3）降損節(jié)能效益十分顯著。在其他諸如縣級電網(wǎng)網(wǎng)架基本沒有變化、運(yùn)行方式及電量基本相同的情況下，更能降損節(jié)能。

（4）減輕了調(diào)度及監(jiān)控人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。AVC系統(tǒng)投入運(yùn)行指揮，實(shí)現(xiàn)了對電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，這大大減輕了在負(fù)荷峰谷交替的時(shí)間段的人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)語

本文主要論述了電網(wǎng)無功優(yōu)化、AVC系統(tǒng)的基本概念以及原理和應(yīng)用。在電網(wǎng)無功優(yōu)化和控制方面，AVC系統(tǒng)無疑是目前管理和技術(shù)的整體發(fā)展方向。在縣域電網(wǎng)中使用AVC系統(tǒng)，電壓和無功控制都能取得較好的效果，主要表現(xiàn)在能夠提高整個(gè)電網(wǎng)的電壓合格率、優(yōu)化電網(wǎng)的分布潮流、減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低網(wǎng)損以及減少無功

傳輸。

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