县调无功电压控制系统一例

电力18讯：    
山东省蓬莱电业公司  季翠娜  

摘要：该文简单地阐述了目前县调无功电压控制的现状，以蓬莱电业公司的无功电压控制系统为例，介绍该系统的设计原则、计算过程、控制流程等。并且介绍了通过软件来实现无功电压控制最终达到的功能等。

关键词：无功电压；控制；无功补偿；SCADA

中图分类号：TM714.3 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)12-0049-02

1 问题的提出

电压是电能质量的重要指标。电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，有效地控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，而且能提高电力系统运行的稳定性和安全性，降低电网电能损耗，提高电网设备输电能力，充分发挥电网运行经济效益。

但是，县调无功电压控制的现状是：无人值守变电站是运行值班调度员通过远方遥控手动调压；没有实现无人值守的变电站则是运行人员根据监测的电压情况现场手动调压。以蓬莱电业公司为例，1999年底已经对下属20座变电站全部实现了无人值守改造，但同时无功电压控制方面就暴露了问题：手动控制劳动强度大，运行人员很难做到精度较高的控制和多进程实时控制；单个变电站无功电压综合控制只能做到“就地最优”而不能做到“全网最优”，且投资大，运行维护费用高。

2 全网无功电压优化方法及流程

2.1无功电压优化的原则

无功电压优化的“四个原则”：实现全电网最大范围的电压合格（优先条件），10 kV电压合格率争取达到99.98%，实现全电网电能损耗尽可能小，10 kV线路电能损耗控制在3.8%以下；实现全电网设备动作次数尽可能少，单台变压器平均每天调压最多不能多于15次，电容器最多不能多于20次；所有的操作符合安规、运规、调规。

仔细分析，这四个原则是一组相互矛盾的目标和条件，所以针对实际电网的无功电压优化运行控制就不是简单的理论计算问题，而是要充分考虑电网实际，坚持理论联系实际，针对实际电网的无功电压优化就是寻求一个“平衡点”，使得四个矛盾的问题都能得到“妥善”解决。

2.2无功电压优化控制系统组成

无功电压优化服务器，从SCADA系统采集全网各节点运行电压、无功功率、有功功率等实时运行数据，进行无功优化计算、电压优化计算、无功电压综合优化计算后，形成有载调压变压器分接开关调节指令、无功补偿设备投切指令及相关控制信息，然后将控制指令交SCADA系统执行。此后循环往复。

2.3无功电压优化计算流程

无功电压优化系统首先从调度SCADA采集全电网实时运行数据，然后以全电网电能损耗最小为目标函数，利用潮流计算、专家系统、数值分析等方法，求解主变分接开关最佳档位数、电容器最佳投入容量和电网最优运行电压等。再利用已求最优解，求得电容器投切次数和主变分接开关调节次数。

限定全电网电能损耗最小数值范围，在最小数值范围内，多次求得次优解，再计算出电容器与主变分接开关动作次数。当动作次数最少时对应的解即为最优解。然后发出控制指令，执行电容器投切与主变分接开关调节操作。计算流程见图1，设备动作与网损见图2。


图1　计算流程图

图2　设备动作与网损图
3 无功电压优化实现功能

3.1全网无功优化补偿功能

当电网内各级变电站电压处在合格范围内，控制本级电网内无功功率流向合理，达到无功功率分层就地平衡，提高受电功率因数。同电压等级不同变电站电容器组根据计算决策谁优先投入。同变电站不同容量电容器组根据计算决策谁优先投入。

3.2全网电压优化调节功能

当无功功率流向合理，变电站母线电压超上限或超下限运行时，分析同电源、同电压等级变电站和上级变电站电压情况，决定是调节本变电站有载主变分接开关还是调节上级电源变电站有载主变分接开关档位。电压合格范围内，实施逆调压。实现减少主变并联运行台数以降低低谷期间母线电压。实施有载调压变压器分接开关调节次数优化分配。实现热备用有载调压变压器分接开关档位联调。

3.3无功电压综合优化功能

当变电站10 kV母线电压超上限时，先降低主变分接开关档位，如达不到要求，再切除电容器；当变电站10 kV母线电压超下限时，先投入电容器，达不到要求时，再提高主变分接开关档位，尽可能保证电容器投入量达到最合理。实现预算10 kV母线电压，防止无功补偿设备投切振荡。实现双主变经济运行，支持投入10 kV电抗器，增加无功负荷，达到降低电压的目的。

4 结束语

在确保电网与设备安全<