10kV配电网无功优化自动化控制系统设计

高艳钦

江苏元坤电气设备有限公司

10kV配电网无功优化自动化控制系统设计

高艳钦

江苏元坤电气设备有限公司

10KV配电网在实际生活中有着重要作用，是人们正常用电的基础，因此，加强对无功优化自动化控制系统的设计有着重要作用，该系统不仅能较好保障10KV电网的稳定性，而且能提高电网的整体安全性，并降低电网能耗，从而促进电网更好进行运作，保障人们的正常用电，因此进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了10kV配电网无功优化自动化控制系统设计。

10kV配电网；无功优化；自动化控制系统；设计

1 、10kV配电网无功优化自动化控制系统的发展与简介

随着我国综合国力的不断加强，科学技术水平也得到了很大程度的提高，人们也开始对10kV配电网的无功补偿技术进行了大力的研究，也取得了一定的成效。目前我国的变电站调度自动化(SCADA)系统已经得到了较为广泛的应用，因此，通过SCADA系统提供的有限的线路运行参数以及补偿电容器运行现场的电压来自动控制电容器的投切，进行动态补偿。从当前应用较为广泛的无功优化自动化系统来看，其重要地位的是运行于调度中心上位机，发挥着补偿器综合协调远程投切控制的重要作用。由于变电站每条馈线可能同时运行多台补偿器，这些补偿器之间相互独立，不存在信息交换，所以上位机无功优化自动化控制系统需要结合线路运行的具体状况，协调各个补偿器进行运行。

2 、10KV配电网无功优化自动化控制系统设计

2.1 选择投切控制参照量

无功优化自动控制系统通过控制无功补偿投切装置的投切来做到对无功消耗的补偿，利用馈线首端功率因数和电压合格率可以考核10KV配电网的运行状况。而且我们可以按照一定的方法计算出配电网中无功补偿的地点以及补偿的容量，然后在这一位置安装可以自动投切的补偿电容器，这样自动控制系统就可以根据某一线路现场的电压、馈线首端的功率因数控制补偿电容器的投切，达到无功优化的目的。我们可以通过电网自动调度系统给出的有功功率和无功功率计算出馈线首端的功率因数;一般情况下为给补偿电容器的投切装置提供电能，我们会利用电压互感器从配电网中获得电能，因此根据投切装置的电压我们可以计算出某一线路现场的电压。同时考虑到配电网线路上电容器的配置组合以及有功功率的大小，我们在无功欠缺或过剩时还做不到立即进行补偿电容器的投切。

2.2 合理选择切断补偿装置

当线路中的无功功率小于零时，我们就应该切断正在工作的电容器，与选择投入电容器相同，我们要切断那些正在工作的而且电容容量小于无功功率的电容器。同样，我们在选择电容器时，将整个线路上正在工作的电容器按照电容容量大小，由小到大依次排列，然后逐个查找电容器，当发现某一电容器容量大于无功功率时，我们就切断这个电容器，如果该电容器在切除后造成线路补偿欠缺，我们就要在下一次检测中投入一个容量较小的电容器进行补偿。如果切断电容器后，线路仍然处于补偿过剩的状态，我们就需要在下一次检测中切断新的电容器，经过多次检测，使线路无功功率处在优化状态。

2.3 无功优化自动化控制系统结构设计

如图1，显示的是无功优化自动化控制系统结构。在1OKV电网实际运作中，变电站中的馈线会运作较多的补偿电容器，而补偿电容器之间并没有较好的联系，因此，在对无功优化自动化控制系统进行设计时，必须对多个补偿电容器的运作情况进行有效控制。在lOKV电网中，变电站调度自动化系统有着重要作用，其能够较好监控变电站以及各馈线的运作情况。一般情况下，变电站调度自动化系统能够通过网络平台传输相关数据，因此，在对自动化控制系统进行设计时，可通过与变电站调度自动化系统进行连接，对馈线首端功率因素进行获取，从而更好对补偿电容器进行控制。

2.4 无功优化自动化控制系统软件设计

如图2，显示的是无功优化自动化控制系统软件设计图。在对无功优化自动化控制系统软件进行设计时，由于无功优化自动化控制系统在向调度自动化系统获取相关数据时，并不是同步进行，而且远程控制器在对数据包进行传输时，也不是同步进行，所以技术人员需对多线程技术进行应用，并通过模块化形式构建软件系统。为了促进自动化控制软件更好运作，技术人员需设置两条线路，并设置一个主线路程序。其中一条线路主要对调度自动化系统数据进行获取，并对无功优化自动化控制系统首端参数进行整理和分析;另一条线路用于整合相关数据，并将其传输至无功优化自动化控制系统数据操作中心进行处理。主线路程序中包含较多内容，包括控制器模块、数据处理模块、电容器模块等。为实现无功优化自动化控制系统软件系统正常运作，技术人员可以将C语言作为软件程序语言，并根据系统特性进行针对性设计，经相关软件测验，无功优化自动化控制系统能够发挥出较好作用，对1OKV配电网的正常运作有着重要作用。

3 、补偿无功功率，促进功率因数的有效提高

在电网运行的过程当中，因为其中有很多非线性负载的运行，会在很大程度上增加有功功率的损耗，在负荷电流通过线路与变压器的时候，将会有电能损耗的出现，从电能损耗的表达式可以发现，在线路以及变压器输送的有功功率保持不变的情况下，线路损耗和功率因素的平方是呈反比例的关系。由此可知，功率因素如果越低，那么所需要提供给电网的无功也就越多，线路损耗也就越大。所以说，在受电端进行无功补偿装置安装以后，能够在很大程度上降低负荷的无功功率损耗，从而使得线损耗得到很大程度的降低。

总之，电力已经成为现代化建设的必要因素，对配电网进行无功优化能够有效改善电能质量、提升电压合格率、降低线损，减少碳排放和提升供电企业利润，同时也是实现上述内容的必然条件，因此进一步加强对其的研究非常有必要。本文分析了10kV配电网无功优化自动化控制系统设计，以期提供一些借鉴。

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[2]李红梅.配电网线损计算与无功优化[D].沈阳工业大学，2005.

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