試論多種低壓智能配電設備協調運行控制系統

鈔明

摘 要：本文主要分析多種低壓智能配電設備聯合運行的特點，并研究了其協調控制運行的特點，結合了相關實測案例，以求能夠相關單位正確認識電能質量改善效果，為國家智能電腦網協調控制提供參考借鑒。

關鍵詞：低壓智能配電設備；協調控制；電能

近年來，隨著我國電能不斷發展，大量的電力問題如電網無功、三相不穩定、電壓波動等問題逐漸出現，其不管給電網設備造成了很大的問題，如過于嚴重的線路消耗，其還影響了電力系統的安全問題運行。為了全面解決電網運行中存在的問題，低壓電網設備出現了智能化的轉變。目前，我國的配電網系統對于改善電能質量的配電網設備主要包括無功補償裝置，濾波、低壓三相不平衡的補償裝置，智能調節裝置等。這些裝置能夠改善電能治理，幫助解決一些電能質量問題等。本文針對此問題提出了相關的低壓聯合運行概念，分析了多種智能配電系統在公用電網中合理運行，希望能夠為有效解決低壓配電網中的問題做出參考借鑒。

1.低壓智能配電設備協調控制設計

一般而言，無功補償裝置和三相不平衡負載補償裝置的只能協調運行，需要電網發揮信息采集、數據分析和處理的功能，建議系統可以按照預先設置的控制策略，借助實時采集系統的電網、電壓、電網電流和相關負載電流等，全面分析，計算無功率，諧波和一些三相不平衡的參數，通過此方式來分析高速數據的總線，最終實時控制外部多種智能電壓設備的協調運行。

一般而言，要想提高電網的傳輸能力和相關設備利用率，電網的線損和相關功率的影響關系為 ，其中P指的是現有傳輸的有功功率，而S指的是視在功率。通常會將系統功率的因數限定在0.3左右，含有0.95以上的補償，而在相同線路的影響情況下，功率的因數提升可以讓變壓器等設備利用率提升在65%以上。

此外，在規劃智能電網設計中，也需要考慮到電能費用的使用，根據國家相關規范，將無功功率按照經濟當量進行估算，可以得到以下公式。

其中△F指的是節省的電費，QC指的是無功補償的容量，而β被界定為有功電度的單位價格。Cb是無功功率的經濟當量，T是補償裝置運行的小時數， tanδ是補償設備的消耗量。以上規律可以看出，借助功率因數提高和諧波含量，能夠大大降低線路損耗，借此來提升設備的運行率，這有很好的節能效果。

2.系統結構

智能低壓配電在協調控制方面，相關數據處理方式如下圖所示（圖1 ：智能

低壓配電設備協調運行控制系統圖），內部設備包括了集成主控制器功能的APF，具有小容量和快速動態處理的SVG，以及由晶閘管控制的電容投切裝置TSC，以此來保證電壓能夠精準動態地調節。

（圖1 智能低壓配電網設備運行控制系統結構圖）

3.電網系統的控制策略

以上可知，在主系統控制器中，最高級別的控制單位需要協調運行控制器通過低壓設備的總線CAN和主控制交換信息，且每個智能電網的投入或者切除、容量處理都會受到主控制器的指令協調完成。為了讓整個系統設備設計可以根據現場的實際情況，最大限度地滿足現場的不同需求。已完成系統配置的最優化，相關系統可以有多種組合方式。

3.1諧波影響

實際上，對于諧波影響較大的工作環境，系統會優先考慮到諧波的處理。通常而言，諧波治理，主要由APF來完成，在優化諧波治理的前提下，APF的剩余容量可以快速分配到無功補償，以幫助SVG完成快速處理任務。

3.2小功率且波動頻繁

分析一些小功率且工作較為頻繁的工作場合，建議系統優先考慮快速動態的無功補償狀態，并將相關無功補償狀態采用SVG來完成，并分配給APF一定容量用于快速動態無功補償。

3.3無功因數低

針對無功因數低且功率大的工作場合，建議系統優先選取大容量，固定無功補償設備，例如晶閘管投切電容器設備等，另外再備制一些小容量的APF和無功補償設備。

3.4三相負載不平衡

分析需要考慮諧波治理的三相負載不平衡的工作場合，可以不安裝單獨的三相負載不平衡裝置，可以借助APF來獲得補償。

3.5綜合問題嚴重

對于諧波、三相負載不平衡問題都較為嚴重的工作場合，需要整體調整各種設備的容量，并優化設備運行闡述，且APF在保證諧波治理的前提下，借助冗余容量可以靈活地改善三相負載不均衡補償的問題。

4.對于改善無功補償以及諧波治理的相關控制策略

系統的基本策略如下，當系統發生短暫的動態擾動時候，AVG會改變輸出方式，讓電網重新歸與穩定的狀態。由于大容量的SVG承擔著大部分務工需求輸出，TSC的運行僅僅支持小部分的無功平滑動態調節，以保證SVG的動態能夠得以保存。

有且僅當電網的無功需求瞬間發生重大變化時候，主控制器首先就可以通過控制中線啟動快速SVG進行補償，之后再逐步投入TSC，最終讓整個SVG進行無功補償，已讓其容量達到最小。此時，讓主控制器根據瞬時諧波電流對諧波畸變率值進行分析，并對其中較為固定且容量大的 諧波放入LC范圍內進行濾除，最終讓較小的容量和變化速度快的諧波投入到APF中進行濾除。除此之外，SVG還有部分余量的諧波輔助去除功能，若電網無功率補償后依舊剩余容量，主控制器就需要結合0.95的概率進行計算，最終決定將SVG投入到對應的容量中。

5.結語

綜上所述，本文所提倡的多種低壓智能配電設備協調運行控制系統在運行中完成了智能電網的建設任務和目標，且根據相關專家組成的測試組，對現有的裝置現場進行了測試分析。相關運行表明，結合低壓智能配電網的協調配置，能夠降低線損、節約電費，且兼顧無功補償、諧波治理、三相電壓不平衡等電能質量。是一種功能強大、性能優良、性價比較好的綜合補償裝置。

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