电压无功优化功能在电网调度中的应用研究

唐晓芳

(四川省电力公司达州电业局，四川 达州 635000)

随着电力工业的迅速发展和进步，电力系统的结构和运行方式也随之扩大并且越来越复杂，电网调度中心的自动化水平也不断得到提高。在原来电网的调度中，通常都是用手动方式来调节主变压器和电容投切，但是随着变电站数量不断增多，工作人员的工作量就会随之加大，而且通过手动调节很难保证调节的可行性和合理性。而PAS软件电压无功优化功能的开发和应用，可以辅助工作人员更加容易的实现调度，因此该软件是调度中心自动化系统的重要组成部分。调度人员通过对PAS软件的应用，就能够实现对电网调度的自动化，能及时的发现和解决电网在运行中出现的各种问题，进而确保电网稳定安全的运行，同时也能减少工作人员的工作量，提高工作效率，并保证了调节的合理性和科学性。

1 PAS软件的功能

1.1 网络拓扑

由于正确的网络模型是保证网络分析各个应用软件能正常运行的基本条件，所以网络建模和网络拓扑，对于整个网络分析来说是非常重要的。

1.2 状态估计

它作为EMS信息重建部分最主要的功能模块，所估计的结果是其它EMS分析软件的额数据基础。

1.3 调度员潮流

基本的网络分析软件，可以给调度人员和分析人员提供一种方便分析工具，调度人员可以假设各种电网运行的状态并进行分析，计划工程师可以使用它对计划的安全性进行校核，分析人员可以用它对进行运行方式所发生的变化进行分析。

1.4 负荷预报

它是未来数据的一个来源，对电力系统的控制、计划和运行来说都是非常重要的，所预测的结果对电力系统经济性的改善和安全性的提高有直接的影响。

1.5 故障计算和分析

可以根据电网运行方式和网络的组件的参数来计算出电网系统在运行中如果发生故障时故障电流的具体分布情况。

2 控制原理和策略

2.1 控制原理

PAS软件通过数据接口从电力调度自动化SCADA系统中获取电网中的实时信息，然后根据电网运行模型来计算出电压无功优化，进而给调节人员提供电压调节和电容器投切的方案，同时还通过语音的方式给予提示。如果运行自动控制，软件会向系统发出调节的命令和指示，并执行电压调节和电容器投切的指令。

2.2 控制策略

软件控制策略的目的是为了保证电压无功控制的有效性，进而使得无功分布能达到分层分区就地平衡的原则，并且分片进行优化，在保证电压符合要求的基础上要设法尽量减少各个区域中的无功流动，进而降低不必要的网络损耗。软件宝库两种控制策略，即：分散式和集中式。

2.2.1 分散式控制策略

该策略是以每一座变电站作为分析目标，针对实际情况分别确定出最科学合理的控制策略，然后通过电网调度中心自动执行该策略。分散式控制策略采用的是九区法。分散式控制策略应用在电网调度中心只适用于对本电网内三十五千瓦变电站有控制权的供电企业。

2.2.2 集中式控制策略

集中式控制策略是通过调度自动化系统对整个电网各节点的运行的无功功率、电压以及有功功率等实时数据进行采集，并在线进行分析和计算，在保证电网和设备能够处于安全运行的基础上，保证各节点电压符合相关的要求，站在整个电网的角度对无功电压进行优化控制，进而达到无功补偿设备投入合理和无功分层的就地平衡，进而实现以最少的调节、最高的电压合格率、最合理的电容投切以及最小的网络损耗的综合优化目标。在经过综合的优化处理之后，相应的控制指令通过调度中心就可以自动执行，进而达到对电网内的所有的变电站的有载调压装置和无功补偿装置的集中监视、管理和控制。集中控制策略应用于电网控制中心对该电网中所有对变电站由控制权的供电企业。

结合我市电力局的实际，无功优化软件采用了分散式控制策略，并根据各个变电站的系统运行点在九区图上的具体位置制定出了相应的控制策略。

3 相关参数的整定和设置

软件系统的相关参数的设置不但和系统的正常运行有直接的关系，同时还和所控制的设备的安全也有密切的关系，因此软件系统相关参数的整定和设置是非常关键的，这就要求在对整定和设置相关参数时，要根据有关的标准和规定，同时还要结合自身的实际情况，经过综合的考虑和分析之后，在进行整定和设置。

3.1 整定原则

我市是一四季分明的城市，季节变化会给负荷造成一定的影响，这样在对于软件系统的参数的整定来说，就带来了不少的困难。在结合我市的实际对我市各方面的因素进行综合考虑之后，确定出了整定原则：在夏季和冬季是用电高峰期，其中在七月和八月，负荷主要是制冷设备，因此在此期间对电压的质量就相应有了较高的要求，在十二月和一月份的负荷主要是制热设备，针对我市的这些具体情况，可以将电压和无功定值参数以季节分为夏季定值，冬季定值以及其它时段的定值，而且可以将每天又分为负荷低谷、高峰以及过渡这三个时间段。在七月和八月夏季和十二月和一月冬季的用电高峰期，要首先保证无功充足，在电压上限运行，在其它时间段内，应该保证无功上限运行，电压下限运行。在负荷低谷时段内，应将电压维持在低限，不能向系统反送无功；在负荷高峰时段内，要保证站内的电压处于较高的水平状态，尽量不要从系统吸收无功；在负荷过渡时段内，尽量给电压和无功较大的包容空间，进而避免频繁的调节。

3.2 参数设置

3.2.1 电压参数设置

为了保证十千瓦母线的电压能控制在十千伏到十点七千伏的范围之内，同时给电压从低谷到高峰期的过渡时期一个包容的空间，对电压的参数有了这样的整定：在负荷低谷时段内的限制范围为十千伏到十点四千伏；在负荷的高峰时段内的限制范围为十点二千伏到十点七千伏；在负荷的过渡时段内的限制范围为十点一千伏到十点四千伏。

3.2.2 无功参数设置

为了更好的适应电容器投退对系统无功的影响，无功参数的设置标准将按照1.3QC来整定，在负荷低谷时段内的无功定值范围为（-0.1～1.1）QC，在负荷的高峰时段内的无功定值范围为（-0.3～0.9）QC，在负荷过渡的时段内无功的范围为（-0.85～0.55）QC。

3.3 控制闭锁的设定

3.3.1 电容器的控制

第一，对每日的投切次数控制，当设置为软件自动投切电容器时，每天的投切次数不能多于六次，一旦超出，系统将自动闭锁，就算是电压不符合要求，系统也不会进行再次控制；第二，对最短的投切间隔的控制，在电容器开关动作之后，要有一定的闭锁时间，进而避免在短时间内频繁的操作设备，通常情况下，系统默认的时间为五分钟，也可以通过人工进行重新设置；第三，对电容器保护信号闭锁的控制，如果电容器出现了过流、过压一级零序等保护信号时，将闭锁该电容器的遥控功能。

3.3.2 主变分接头控制

第一，对每天调压次数的控制，如果设置为软件自动对主变分接头进行调节时，三十五千伏主变有载开关每天的调节次数最好不要高于十五次，一旦超出，系统将自动闭锁；第二，对最短调压间隔的控制，如果软件自动调节为主变分接头时，在两次调压之间应该有一定的时间间隔，进而避免在短时间内过于频繁的对设备进行操作，在主变分接头发生动作之后，具有一定的封锁时间，通常情况下系统默认的时间为三分钟，也可以通过人工进行重新设定；第三，对并联最高和最低党委的设置，如果两台主变需要并列运行时，但分接头有不一致的情况下，就要确定出并联的最低和最高档位，进而防止出现在电压不平衡的情况下并联运行；第四，对于主变档位调压闭锁的控制，首先，如果主变电流高压额定电流的百分之八十五时，为了保证主变的安全运行，就要临时闭锁主变调压功能，在数据得到恢复之后，闭锁就可以自动解开；然后，如果主变出现过流、过负荷以及瓦斯等保护信号时，就要闭锁该主变的遥控功能，进而避免调压事故的出现，而这种闭锁需要通过手动进行解锁。

结语

PAS软件的电压无功优化功能在我市电力局电网调度中心已经应用了两年多了，在这段时间内，系统运行正常，而且设备可靠稳定，在很大程度上减少了工作人员的工作量，使得调节更加科学合理，同时还降低了对电网的网络损耗，我市电网运行的电压质量和经济效益也有了显著的提高。

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