关于配电网无功电压协调控制策略的研究

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1、关于配电网无功电压协调控制策略的研究马立方1陈洁2（1.国网江苏省电力公司丰县供电公司；2.国网江苏省电力公司徐州供电公司江苏省徐州丰县221700）摘要：众所周知，电压质量是衡量电品质的一项重要指标，对电力设备安全运行、网络损耗等有着直接的影响。传统的无功电压控制模式主要是分布控制,近些年又有许多集中控制模式被提出来。木文主要提出了一种基于两层无功电压控制模式的配电网无功电压集中一分布协调控制方法，该方法根据控制对象的补偿效果与动作周期的不同，将配电网无功电压控制体系解耦为无功的就地分布补偿与电压的集中优化控制两个层面，建立控制模型并研究了相应的控制策略。这

2、对有效降低网损、提高电压质量，具有一定的工程指导意义。关键词：配电网；协调控制；无功优化一、配电网无功控制的难点由于目前配电网自动化、智能化程度远低于输电网，监测点及可控点比例低，对配电网实施电压无功控制存在以下难点：1）配电网点多面广，负荷类型多样，可用运行监测数据较少，传统全网统一建模计算的方式计算量大，算法复杂，耗时长。2）运行状态不佳的设备由于木身不可控或不满足动作条件，只能通过相邻电网相关设备动作改善其运行状态。如对于无载调压配变，电压越下限时，只能通过线路调压器或主变调压改善其电压水平。3）控制命令执行后，由于不同电压等级、区域电网间的相关联性，容

3、易出现顾此失彼的问题。如主变下调电压虽然能够将电压越上限的配变电压调整合格，但同时可能导致原来电压合格的配变电压越下限。4）设备动作既要依据本地量测信息，还要依据上下级电网的协调请求，容易引起设备动作振荡。如低压台区用户电压偏低，请求所属配变上调电压，但上调后又可能引起配变本地电压越上限二、控制策略遵循的原则配电网全网电压无功协调控制策略应遵循以下原则：1）先调节无功，后调整电压。无功平衡是电能传输、转换及维持电气设备正常运行的基础条件。同时由无功电压特性曲线可知，负荷变化时，为了维持无功功率平衡，必然会形成新的无功平衡点，导致设备运行电压产生变化。因此，配电

4、网电压无功协调控制应先调节无功，后调整电压。2）无功自上而下判断，自下而上控制。无功功率不宜远距离输送，对无功功率的分配，应按照就地平衡、分散补偿的原则进行，尽量降低无功消耗点从上级电网吸收的无功功率，减少无功在线路中的流动。因此，无功应自上而下判断。如果上级电网有无功补偿的需求，应首先检查下级电网无功是否已就地平衡，在下级电网无法满足补偿要求的情况下，再形成本地补偿的控制命令。而控制命令的执行应自下而上逐级进行，如此既能满足本地无功需求，又能减少无功在电网中的流动，最大限度地降低网损。三、两层无功电压控制模式对配电网而言，无功电压控制手段相对较少，主要是依靠

5、并联电容器组的投切与变压器分接头的调节，且两者的补偿效果与动作周期奋数量级上的差异。因此，配电网无功电压控制问题根据控制对象的补偿效果与动作周期不同，可解耦为无功补偿与电压调节两个层面。其中无功补偿层面的控制对象为电容器组，其补偿交由配电站就地分布控制，电压调节层面的控制对象为变压器分接头，苏调压交由调度中心集中控制。前者补偿效果好而动作周期长，后者动作周期短而补偿效果较差。为提高集中控制的补偿效果，可从配电站无功补偿容量中分一部分出来，以动态补偿的形式交由集中控制处理，即集中控制和分布控制各占一部分容量。由此，集中控制的控制手段更灵活，调节能力更强且动作周期

6、不受影响。鉴于此，本文提出的配电网无功电压集中一分布协调控制模式为：配电网以并联补偿电容器组、奋载调压变压器分接头，配合小容量动态补偿装置作为控制对象，根据补偿效果与动作周期的不同，将控制体系分为配电站分布控制与调度中心集中控制两个控制层面。其中，配电站以电容器组为控制对象，以本地采集数据为依据按照一定的控制策略对配电站无功负荷进行分布补偿，以基本达到无功的就地平衡；调度中心以变压器分接头和动态补偿装置为控制对象，以状态估计为依据按照一定的算法进行全局优化，满足配电网降损调压的需要。协调控制应选择合适的控制变量，以配电网降损调压为总控制B标，达到无功的就地分布

7、补偿与电压的集中优化控制相协调。四、无功电压协调控制模型与控制策略1.无功电压协调控制模型由于分布控制层需向集中控制层上报配电站本地实吋监测数据、本地负荷预测曲线、基于短期无功负荷预测曲线的电容器组动作方案、以及动作方案的配套信息等，其中电容器组的动作方案是依据电容器组容量来制定的，而负荷预测不能提供母线电压的变化趋势，因而该容量是额定电压下的标准容量，且不考虑投切动作对母线电压的影响。但在集中控制层中，电容器组容量与母线电压的平方成正比，iL很少能够运行在额定电压下，其投切动作亦将使母线电压发生变化，从而电容器组的补偿效果不应以容量而应以电纳来表示。因此，本

8、文选择电容器补偿电纳（即分布控制结果）