农村电网电压无功协调控制系统探究

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1、农村电网电压无功协调控制系统探究　　摘要：近年来，农村用电负荷的快速增长，使农村配电网逐渐暴露出电压偏低的问题，现有的无功优化模式已不能满足实际的需求。针对农村供电现状，提出了基于以电网实时监测为基础及以用电管理为核心的变电站、线路、配变电压无功协调控制的无功优化新模式，从而加强配电网电能质量的管理，以提高电压质量、降低运行线损，为农村“低电压”综合治理提出整体解决方案。关键词：农村配电网；无功优化；协调控制8电压质量是衡量电品质的一项重要指标，[1]对电力设备安全运行、网络损耗等有着直接的影响。[2]随着农村经济社会的快速发展，农村用电

2、量不断增加，农村居民对电压质量的要求也越来越高。目前，大部分农村配电网已经实现了变电站集中补偿、低压集中补偿、杆上无功补偿、用户终端分散补偿等多级无功补偿模式。[3，4]然而，现有的补偿模式只能在局部地区实现无功平衡和电压稳定，未能考虑局部与全网的协调控制。伴随着这种模式往往会出现用户端电压偏低，而用户端的调压手段已全部用完，同时线路或变电站端有调压裕度却不进行调压的情况。[5-11]因此，本文提出了农村配电网无功优化新模式，以变电站、线路、配变电压无功协调控制技术为研究思路，充分利用全网的调压手段解决“低电压”问题，然后介绍了研究内容以

3、及拟解决的关键技术问题。一、农村电网电压现状目前农村电网存在的“低电压”现象有些必须通过电网升级改造才能彻底得到解决，有些可在暂时未能新增布点的条件下，通过充分挖掘现有电网调压与无功补偿设备的运行调节潜力、努力实现各级电压协调控制来得到有效改善。而现有已安装的电压无功调控设备的调控判据仅依据安装点的测量值进行“各自为政”式的独立控制，电网各级调压与补偿设备的全网协调性不够，往往出现上级电网电压处于合格区间范围、下级电网调节手段已用尽而用户电压仍超限的情况，此时需依赖上级电网充分挖掘调节能力，实施上级电网与下级电网的自动协助调整，通过全网调

4、节使末端电网调压能力得到有力的补充与提升，由此提出实施配电网电压无功协调控制来研究与探索进一步挖掘电网运行控制潜力的手段。[12-14]二、农网电压无功协调控制系统的构成1.农网电压无功协调控制系统改善“低电压”的原理8电网各级电压的上下限值是个区间范围，用数学语言描述即合格的电压解属于区间解而非单一解。譬如，配变台区出口电压合格合格范围是[370，427]，低压三相用户电压合格范围是[353，407]，或者低压单相用户电压合格范围是[198，236]。正因为如此，在没实现协调控制时，配变出口电压是380V的情况下，即使低压用户电压出现越

5、下限，配变分接头也不进行自动调整进行升压，相反若利用通信技术实现了协调控制，配变分接头可进行调整，从380V升至405V，从而改善“低电压”现象。当然，上述仅仅以一级调整为例进行说明，协调控制的控制逻辑和策略相当复杂，需综合考虑农网各类电压无功设备的协调控制，系统性地对电网“低电压”现象进行综合治理。2.农网电压无功协调控制系统架构的设计及实现因为协调控制涉及到整个农网，相应的数据采集与控制命令的通讯通道、数据流涉及到多种安全区。譬如需对变电站层进行控制，而变电站层的控制需要与调度进行数据交换，调度属于一级安全区域；对10kV线路及配变的

6、监控、低压用户电压监测的采集服务器位于三级安全区域，采集通讯方式为GPRS，而GPRS通讯涉及到外网。针对协调控制系统横跨一级安全区、三级安全区、外网的情况，从外网至三级安全区采取加密的无线通信和专线相结合的方式，三级至一级安全区通过专用防火墙，使用串口通信的方式，从而保证信息传输的安全性。3.农网电压无功协调控制系统控制策略8电压无功协调控制系统不同于现有的VQC（电压无功控制）、AVC（自动电压控制）系统，相比较而言其控制策略更复杂。主要涉及到对有载调压主变调压控制、站内无功补偿设备控制、10kV线路调压器控制、10kV无功设备控制、

7、有载调压配变调压控制、配变无功补偿设备控制、低压用户电压监测等同层的多项、不同层的多级协调控制。在具体实现时，为了方便控制可以根据电压等级、所处区域等条件将整个农村配网控制设备分为三个层次：节点级控制设备、区域级控制设备以及整个农村配网级控制设备。节点级控制设备负责对节点处的低压用户电压监测（用户计量装置、电压检测仪等）进行监视和数据采集。区域级控制设备负责与所辖区域内的节点级控制设备进行信息交换，并对本区域处的有载调压配变、无功补偿装置进行控制，从而达到使整个区域无功电压合理的目的。配网级控制设备则负责与整个所辖配网内的多个区域级控制设

8、备进行通信，对配网层的站内无功补偿设备、有载调压主变进行控制，实现整个配网的无功电压调节。在对上一层进行控制时应能够及时接收其下一层以及相邻层的信息，并在做决策时充分考虑其对下面所有层的电压无