配电网无功分层分片优化控制研究与实现

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1、上海电力2010年第6期配电网无功分层分片优化控制研究与实现连鸿波，顾君雷，李家睿，管必萍，王强(上海市电力公司松江供电公司，上海201600)摘要：配电网无功优化是以整个变／配电网为研究对象，将电网分成主网、片网和用电网进行分层控制。文章介绍了在由220kV主变供电范围内构成的片网中，按照集中～分布协调控制的两级控制策略实现配电网的无功优化控制。其中一级控制针对负荷的较大变化，以集中优化为手段控制电容器组的投切；二级控制以就地分布控制为原则，控制变压器分接头，力求达到控制效果和效率的最优化。现场运行结

2、果表明，配电网的分层分片控制效果较好，实现了节能减排的目标，是实现变／配电系统的自动电压控制的有效方法。关键词：配电网；无功优化；片网；分层分片控制；自动电压控制(AVC)中图分类号：TM714．3文献标识码：B基金项目：上海市电力公司科技项目(项目号：51535075S4)制策略，对变压器的分接头和本地的电容器组进1引言行控制，以便保持无功功率的就地平衡。对于变／长期以来，降低配电网的网损，提高配电网运配电系统，由于分布的范围非常广泛，以及投资成行的经济性一直是摆在配电网运行人员面前的重本和技术方面的

3、限制，往往采用电容器组作为主大课题。在国家电网公司开展的智能电网建设要的无功补偿装置。一般来说，电容器组的容量中，节能降耗、提高电能质量也是智能配电网建设不能被大范围的平滑调节，所以造成在很多运行的重要目标之一l_1]。实现配电网无功的优化控方式下，无功功率是不可能就地平衡的，因此也就制，使配网无功潮流分布更加合理，是配电网节能存在不同变电站之间无功的横向和纵向支持问降耗的重要措施。题。此外，由于配电网与主网(输电网)之间通过配电网无功优化是以整个变／配电网为研究220kV主变连接，以单台220kV主变

4、供电范围对象，对无功补偿装置(一般指电容器组)的投切所构成的配电片网与上级主网之间存在无功的相和变压器分接头的调整进行决策，主要包括动态互支援，配电网的无功优化控制也应与主网的无无功优化和静态无功优化两个方面。动态无功优功优化协同进行。有鉴于此，本文对配电网的分化是以未来一个时间范围内(一般为ld)的电容层分片控制的策略进行研究，力求达到控制效果器组投切和变压器分接头调整的策略为研究目和效率的最优化。标[2]，计及电容器组等设备的投切次数限制和2两级无功电压控制模式网络可靠性要求，是一个大规模的非线性整

5、数规划问题，现有的工作大部分是对这个非线性规划2．1无功负荷变化的特点问题的求解进行研究，以提高计算的效率。而静电力系统将负荷的变化分为较大变化、一般态无功优化l_5问题是在一个时问断面上对电变化和波动等几种类型。无功负荷与有功负荷具容器组的投切和变压器分接头的调整进行决策，有同样的特点。在变／配电系统中，由于负荷跟踪是对动态无功优化问题的简化。近年来，基控制的手段较少、控制的效果也比输电网差，所以于实时无功电压控制的AVC(自动电压控制)技可以将负荷变化的等级划分简化，而采取两级变术被普遍运用，但是由

6、于变／配电系统中电网参化分类，即会发生较大的变化和一般波动。数、测量数据、以及优化算法本身存在的计算效率2．2无功电压控制装置的特点方面的误差，所形成的决策方案往往难以实行。对于变／配电系统来说，无功电压控制的手段分布式控制技术最常用的是VQC(电压无功自动相对较少，由于分布广泛，出于投资成本考虑，很控制)控制口，一般是采用9域图、17域图等控少有动态无功装置存在，无功电压控制的手段主——368——2010年第6期上海电力要依赖于电容器组和有载调压变压器分接头。U⋯≤“≤U⋯(4)对于电容器组来说，是通

7、过断路器等开关设此外，还包括无功补偿装置的投切次数限制备来控制的，出于设备动作次数以及相应时间的以及可靠性约束等。对于上述动态无功优化问限制，如果以1d为控制周期的话，只能投切几题，状态变量z为节点的电压和相角；控制变量次。也就是说，电容器组的动作时间是小时级的。为无功补偿装置固定容量部分的组数，为整数变对于变压器的分接头，响应的时间为秒秒级的，与量；当计及运行方式优化时，控制变量还包括开关电容器组的投切不在一个时间段内，动作的次数的状态，也是整数变量。因此，上述动态无功优化也较频繁。从控制的效果出发，

8、电容器组对无功问题是一个非线性整数规划问题。补偿的效果较好；由于调节的幅度较小，变压器的4分层分片的无功优化控制分接头对无功补偿的效果较差，只是在无功充足的情况下起到电压调节的作用。无功优化的总体原则是分层分区控制和就地2．3两级控制模式平衡，而在配电网中，1l0kV变电站和35kV变针对负荷变化的特点，以及无功电压控制装电站数量多，分布广，同时220kV主变所供下级置的特点，可以将变／配电系统的无功电压控制分变电站都是放射性分布，正常运行