配網自動化控制系統在電力工程中的應用探索

鮑翔 錢子淵

摘 要：配網自動化控制系統在電力工程中的應用，具有工作效率高、穩定性好、經濟效益高等優勢，本文針對補償電容器投切控制技術的基本原理、配網自動化控制系統的組成、補償電容器投切控制的具體對策進行了探討并簡單分析了相應的系統軟件。

關鍵詞：補償電容器；投切控制；電力工程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.179

0 前言

傳統電力系統控制方法已經無法滿足電力工程對電網調度的控制需求。通過配電網的優化補償能夠有效促進配電網系統內功率因數的提升。如果想要獲取能夠保障線路正常運行的必須參數，則需通過變電站的調度自動化控制系統來實現，有效補償電容器運行電壓，以此來保障對電容器實行有效的自動投切控制。

1 補償電容器投切控制運行原理的簡要分析

配網自動化控制操作中一個很關鍵的步驟就是對補償電容器的設置。技術人員首先應全面系統的分析電壓穩定情況及饋線首端的功率因數，選取適宜的部位進行補償電容器的安裝。只有當補償電容器能夠準確的評估饋線首端的具體功率因數、線路運行情況及電壓等各項指標，才能確保投切控制操作的有效性。如果處于特定的狀況，補償電容器能夠執行相應的投切動作，進一步優化電網控制。補償電容器中一般采用10kV的線路為自動投切控制器提供所需電壓，針對補償電容器現場電壓的計算及相應操作則由控制器來完成。

2 配網自動化系統的框架構成分析

該系統的核心是上位機自動化控制系統。該部分系統能夠有效控制補償綜合協調遠程投切操作。一般情況下，在變電站系統的內部，每一條饋線均能實現同時帶起多臺補償器，而且還能確保各補償器間能夠各自運行，互補干擾。因此，為了確保系統的安全運行，必須統一協調多臺補償器，而上述這些運行操作均由上位機自動化控制系統獨立完成，有效協調控制每臺補償器，實現系統的安全平穩運行。而變電站調度自動化系統能夠實現對饋線出口參數與配電網運行情況的實時觀察和管理，在運行的過程中，變電站控制系統將內網與外網進行連接，各饋線首端的一系列參數經由系統的TP/TCP的協議接口實行轉接操作，并借助外網的服務器將參數傳輸到自動化控制系統內部。同時，調度中心也將使用相同的渠道來控制補償器，以此來保障系統的安全穩定運行。經過優化的配網自動化控制系統，擁有了數據庫功能，能夠實現對大量數據的同時儲存與讀取。所存儲的內容主要包括配電網的控制信息、拓撲網絡的結構信息以及電容信息等。當系統需要獲取數據時，就可以通過與數據庫連接，將所需的相關數據從數據庫中調取[1]。

3 補償電容器投切控制的策略研究

對自動化控制系統與變電站調度系統的聯系進一步優化，能夠實現配電網補償電容器的自動化投切控制。全面檢測補償線路首端的各參數是否屬于正常標準，一旦檢測出參數與事先設定的投切控制參數存在差異，針對問題線路的補償器，上位機的自動化控制系統就會根據實際情況發出相應的命令，確保系統的安全穩定運行。

3.1 投入控制對策分析

對功率的因數進行判斷，如果功率因數低于事先設置的補償下限數值，則需對電容器執行無功補償操作。根據電容與線路間的拓撲情況，以容量遞減方法執行投入操作，當電容器的容量相同就可以采用序號遞減方式實行投入控制操縱。如果首次投入電容器無法滿足無功狀態，必須進行再次補償操作。如果優化自動化系統檢測結果顯示仍不滿足無功優化狀態，就會自行命令其他電容器繼續執行運行操作。經過多次的狀態檢測與投入補償控制，最終使電網線路能夠保持在一個無功的優化狀態。

3.2 切除控制對策分析

當系統內的無功功率值低于0的時候，出現無功返送的情況，則表明對于施加在線路內的無功補償超過正常數值，引發了過補的情況，則需進行電容器切除操作。選取與無功功率值最接近的電容器首先切除，以此類推。對于已投入的電容器根據序號遞增和容量遞增的方式來排序，同樣先將和無功功率值最接近的電容器切除。如果系統檢測結果顯示仍舊存在過補，將會在下個檢測周期切除電容器，通過全面的檢測和切除操作，使電網線路能夠始終維持在非過補的狀態。

3.3 控制器投切控制方式應用

在應用過程中，需根據設備實際需要，分析其上下限值是否科學，并通過控制器對其進行最終整定。若檢測中出現電壓值過高情況，需采取切斷電容器方案，若電壓測定值過低，可選擇投入電容器方法，實現控制器科學控制。在輸入上機命令時，在投入命令下，可微調窗口位置，保障整定值與電壓值相吻合。當控制器執行切除命令時，可適當調整位置，使整定值與電壓值相吻合，保障控制窗口處于最優狀態。在投切控制中，可應用GPRS技術，實現與控制器之間有效連接。當信息反饋無法完整傳遞到上位機中時，控制器會以獨立運行的方式，實現對命令自動確認與執行。當控制器與上位機可正常反饋數據信息時，則會再次被控制[2]。

4 自動化控制系統軟件的簡單分析

若想保障電力工程自動控制科學性，需明確自動化配網主體構成，以多線程架構與模塊化架構進行融合。并應用GPRS通信技術，保障上位機與下位機連接有效性。在此過程中，上位機可發揮信息接收功能，并在信息反饋過程中，下達控制指令。數據庫可憑借自身信息記錄與讀取功能，對反饋形成的數據包進行處理。其中控制器代理器和電容代理器是配網自動化控制系統的邏輯周轉核心，上位機主要發揮模塊決策功能，對控制代理器以及電容代理器所產生的信息進行決策，根據不同信息，下達具體的控制指令。下位機主要負責根據周轉的信息來執行具體的投入、切除操作，并將實際狀態向上位機進行反饋。自動化控制系統軟件借助C++語言進行編寫，并依據補償對策對補償器的運行進行控制。與此同時，還能實現對下位機運行情況的監測。

5 總結

綜上所述，在電力工程中運用配網自動化控制系統，能夠確保供電質量、輸送電壓的穩定性、有效降低電能的消耗。因此，電力企業對于配電網自動化系統的建設應予以高度重視。在實際工作中，通過不斷的完善和優化，促進我國電力事業的穩定可持續發展。

參考文獻：

[1]李偉華.供電企業配網自動化控制系統的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（01）：127.

[2]林曉濱，楊玉燕.淺析供電企業配網自動化控制系統的應用[J].科技創新與應用，2016（35）：216.