基于信息集成农村配电网无功优化

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1、基于信息集成农村配电网无功优化摘要：在分析农村配电网的无功补偿需求及补偿难点问题上，提出了由分布式电气量测量装置与配电自动化系统进行信息集成的无功补偿方案。该方案将广域测量与控制技术应用于配电网络，可以根据电力负荷的实际变化，合理选择补偿方式和补偿容量，使无功补偿更经济更合理。关键词：配电网信息集成无功补偿中图分类号：TM926文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)05(a)-0070-01随着配电网中电力电子设备的迅速增加和电力负荷的快速增长，电能质量问题日益突出。由于电网中存在着大量的感性负载，需吸收电网的大量无功能量，为了改善电能质量，需要对系统

2、进行无功补偿，保证电网有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，保证用电设备的正常运行［1］。当前农村配电网的无功优化主要是针对农网的负荷存在“两低一高”的特点，即负荷率低、功率因数低、同时率高。农村电网需要进行无功补偿，其补偿方式为：首先进行低压无功补偿，即随机、随器和随负荷补偿；在低压补偿不足的情况下，安装线路电容器，进行线路补偿；最后实施变电所集中补偿。农网中10kV馈线数量较多，规模较大，分支多、节点多，将整个中压网作为整体进行无功优化很不现实。220kV及以上电网中发电厂及枢纽变电站进行电力系统的无功优化，可通过同步

3、相量测量单元（PMU）、高速数字通信设备及电网动态过程分析设备进行信息集成加以完成。由于造价原因，该方案并不适合于农村电网，但农村配电网络同样可应用广域测量及信息集成技术［2］。故障指示器就是一种安装在架空线路上、电力电缆及开关柜母线排上，用于指示故障线路、定位故障区域的装置。但是由于目前FCI因其设计功能所限，它主要用于相间短路指示。如能利用该元件可实现无功功率的分析计算，可大大提高农村配电网无功优化的水平。该文主要介绍利用配电网中FCI这一分布式装置基于信息集成的无功优化的具体方法。1农网无功补偿难题无功补偿容量计算通用公式如下：式中——补偿容量变化量，单位kar

4、；——配变容量，单位kVA；V负荷率，为百分数；——原功率因数；目标功率因数。由于农村电网目前还没有采用实时测量无功功率的装置，而只能纪录用户的月用电度，所以不可能直接得到供电台区无功功率；根据现有的电力系统高级管理软件只能实时纪录线路的日负荷数据，其中也只有线路电压、电流、有功功率、无功功率数据，并无配变功率因数值。根据现有的用户月电度和线路日负荷数据是无法得到负荷率Y、和。这样农村电网计算补偿容量遇到了很大困难，这也成为困扰农网技术人员的技术难题。只有测得农村配电网各分支节点的电气量参数，才能寻找出10kV配电线路的负荷变化的季节性特点及每日峰谷负荷的变化规律，进

5、行合理的负荷预测，设计出相应的监测与控制软件，从而对电容器的投入与退出进行自动控制。2信息集成方案面向数据通信信息交换的通信体系是实现智能配电网的关键，而广域测量与数据交换是建设配电网广域测控体系和实现电网智能化的重要基础。新型信息集成方案采用就地信息合并控制单元LIMCU实现与附近各故障指示器之间的信息集成。通过扩展FCI的功能使其具有较为强大的数据采集能力，并能借助数据传输系统实现无线的双向通讯，这样上传的数据可以作为配电自动化DA系统判断的依据，从而对整个农村配电网实现无功优化。以图1为例，图中1〜9代表9组FCI（每组三只），C1〜C5代表着安装于主干线或分支

6、线上的补偿电容器。在该配电线路出现功率因数变化时。各FCI与各LIMCU进行信息交互,能立即上报DA有关本LIMCU对于无功补偿的就地分析结果。DA对于全网无功进行综合判断后，做出投入或退出某台电容器的操作。在该信息集成方案中，通过FCI个体，可测得每相电流、电压量值，经时钟同步后，借助于LIMCU综合得出就地无功补偿计算结果，并及时上传至DAoDA接受到相应信息后，利用后台的无功优化计算软件，及时准确地确定全网无功优化方案。全网无功优化的实现将有助于实现以下效益：有效地提高全网供电电压；线路损耗全局性降低，取得明显的降损节能效益；整个网络无功得到优化；减少设备动作次

7、数，延迟设备寿命；投资少，回报率高；有效提高无功电压管理水平。3结语信息集成是智能电网发展的总体趋势。通过信息集成化处理，有助于优化全网无功补偿策略，来达到对无功补偿合理控制的目的。值得注意的是：根据无功补偿电容器组的容量，应设计合理的电容器组投切策略，防止电容器出现补功率倒送现象。通过信息集成来优化无功补偿，不仅充分利用TFCI与LIMCU的测量、运算以及控制功能，还简化了硬件配置，减少电路中互感器装置的数目以达到精简投资目的。最后对信息进行集成化处理，对节能减排、发展低碳经济、提高经济效益和社会效益具有至关重要的意义。参考文献[1]王兆安，杨君，