配電網(wǎng)全網(wǎng)無功優(yōu)化及協(xié)調(diào)控制技術(shù)

配電網(wǎng)全網(wǎng)無功優(yōu)化及協(xié)調(diào)控制技術(shù)技術(shù)原理

通過用戶用電信息采集系統(tǒng)、10kV 配變無功補償設(shè)備運行監(jiān)控主站系統(tǒng)（基于GPRS無線通訊通道）、10kV 線路調(diào)壓器運行監(jiān)控主站系統(tǒng)（基于GPRS 無線通訊通道）、10kV線路無功補償設(shè)備運行監(jiān)控主站系統(tǒng)（基于GPRS 無線通訊通道）、縣調(diào)度自動化系統(tǒng)（SCADA）等系統(tǒng)采集縣網(wǎng)各節(jié)點遙測遙信量等實時數(shù)據(jù)，進行無功優(yōu)化計算；并根據(jù)計算結(jié)果形成對有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)的調(diào)節(jié)、無功補償設(shè)備投切等控制指令，各臺配變分級頭控制器、線路無功補償設(shè)備控制器、線路調(diào)壓器控制器、主變電壓無功綜合控制器等接收主站發(fā)來的遙控指令，實現(xiàn)相應(yīng)的動作，從而實現(xiàn)對配網(wǎng)內(nèi)各公配變、無功補償設(shè)備、主變的集中管理、分級監(jiān)視和分布式控制，實現(xiàn)配電網(wǎng)電壓無功的優(yōu)化運行和閉環(huán)控制。

配電網(wǎng)全網(wǎng)無功優(yōu)化及協(xié)調(diào)控制技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)

1）以電壓調(diào)整為主，同時實現(xiàn)節(jié)能降損降損的前提是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行及滿足用戶對電能質(zhì)量的需求，在具體實施過程中，一個周期的控制命令可能既包含分接頭調(diào)整，又包括補償裝置動作，如果分接頭及補償裝置同屬一個設(shè)備，則先調(diào)整分接頭，下一周期再動作補償裝置。

2）電壓自下而上判斷，自上而下調(diào)整這一要求需要兩種措施來保證：一是通過短期、超短期負(fù)荷預(yù)測，合理分配開關(guān)在各時段的動作次數(shù)；二是如果低電壓現(xiàn)象在一個區(qū)域內(nèi)比較普遍，則優(yōu)先調(diào)整該區(qū)域上級調(diào)壓設(shè)備。

3）無功自上而下判斷，自下而上調(diào)整無功自上而下判斷，如果上級電網(wǎng)有無功補償?shù)男枨?，?yīng)首先向下級電網(wǎng)申請補償，在下級電網(wǎng)無法滿足補償要求的情況下，再形成本地補償?shù)目刂泼?。而控制命令的?zhí)行應(yīng)自下而上逐級進行。如此，既能滿足本地?zé)o功需求，又能減少無功在電網(wǎng)中的流動，最大限度降低網(wǎng)損。

1）變電站、線路、配變電壓無功三級聯(lián)調(diào)；

2）電壓無功監(jiān)測范圍可覆蓋變電站、線路、配變、客戶端；

3）可實現(xiàn)閉環(huán)控制，開環(huán)建議，提高電壓無功控制水平；

4）容量315kVA（100kVA）；

5）空載損耗480W（200W）；

6）負(fù)載損耗3830(1500)；

7）短路阻抗4.0；

8）空載損耗1.4(0.7)。

配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端，傳輸距離長，降壓層次多，點多面廣，運行狀態(tài)受運行方式和負(fù)荷變化的影響較大，這些狀況導(dǎo)致配電網(wǎng)在一定區(qū)域和時段處于非經(jīng)濟運行狀態(tài)，需要對電壓和無功等指標(biāo)進行協(xié)調(diào)控制。對配電網(wǎng)實施電壓無功控制存在以下難點：

1）由于目前配電網(wǎng)自動化、智能化程度遠(yuǎn)低于輸電網(wǎng)，監(jiān)測點及能控點比例低，且控制動作影響面廣，故無法確知可控設(shè)備動作后對無監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)的影響，只能通過限值或動作預(yù)算來保證；

2）低壓用戶端無法實現(xiàn)電壓控制，只能通過調(diào)整上級配變、線路調(diào)壓器或母線電壓達到改善低壓用戶電壓質(zhì)量的目的；

3）設(shè)備動作依據(jù)除按本地監(jiān)測量外，還要考慮上下級電網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài)，否則容易引起設(shè)備動作震蕩；

4）直接面向的用戶改動頻繁，用戶負(fù)荷波動呈現(xiàn)較大的隨機性，短期、超短期負(fù)荷預(yù)測難度增大。

配電網(wǎng)全網(wǎng)無功優(yōu)化及協(xié)調(diào)控制技術(shù)

典型用戶：安徽省電力公司、江西省電力公司、山東省電力公司、寧夏電力公司、上海電力公司、吉林省電力公司等

該技術(shù)入選國家重點節(jié)能技術(shù)推廣目錄（第四批）；該批次技術(shù)共有22條，如下：

1）建設(shè)規(guī)模： 35 千伏變電站及2 條10kV 輸電母線。主要技改內(nèi)容： 35 千伏變電站10 千伏母線電壓調(diào)控及變電站無功補償調(diào)節(jié)；10 千伏線路電容器控制、配變分接頭自動調(diào)節(jié)及低壓電容器自動控制、配變臺區(qū)首末段電壓監(jiān)測；10 千伏線路電容器自動控制、配變臺區(qū)首末段電壓監(jiān)測。節(jié)能技改投資額50 萬元，建設(shè)期3 個月。每年可節(jié)約電能24 萬度，折合標(biāo)煤84tce。按照每度電價0.5 元計算，可節(jié)約費用12 萬元。投資回收期4.2 年。

2）建設(shè)規(guī)模： 10 座變電站、18 條10kV 線路、60 余條10kV 線路所帶配變的無功優(yōu)化補償。主要技改內(nèi)容：調(diào)整和改造變電站無功補償、10kV 線路無功補償、配變無功補償。節(jié)能技改投資額30 萬元，建設(shè)期2 個月。年可節(jié)約電能30 萬度，折合標(biāo)煤105tce。，按照每度電價0.5 元計算，可節(jié)約費用15 萬元。投資回收期2 年。

該技術(shù)在安徽、山東、江蘇、陜西、浙江、湖南、甘肅等地得到應(yīng)用。技術(shù)經(jīng)過中國軟件評測中心、電力工業(yè)電力系統(tǒng)自動化設(shè)備質(zhì)量檢驗測試中心國家電網(wǎng)公司信息網(wǎng)絡(luò)安全實驗室的安全測評，中國電力科學(xué)研究院軟件工程實驗室功能確認(rèn)測試，2011年通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會成果鑒定。

該技術(shù)的推廣應(yīng)用可以有效提高縣供電企業(yè)電網(wǎng)自動化水平和無功補償能力，可監(jiān)測低電壓用戶電壓，改變傳統(tǒng)主變調(diào)壓僅保證“母線電壓合格”所帶來的局限性，實現(xiàn)在確?！澳妇€電壓合格范圍內(nèi)”充分利用其調(diào)壓裕度，達到確?！翱蛻舳穗妷汉细瘛钡哪繕?biāo)。在無功問題嚴(yán)重的電網(wǎng)，可實現(xiàn)無功優(yōu)化補償，減少無功電流引起的損耗。我國縣級供電企業(yè)約有2698 個，雖然東部發(fā)達地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化補償水平較高，但與經(jīng)濟快速發(fā)展仍不相適應(yīng)；中西部地區(qū)電網(wǎng)無功補償相對滯后，優(yōu)化提升空間很大。按照試點先行，逐步推廣的原則，預(yù)計到2015 年每個地級市電網(wǎng)改造一個縣級供電企業(yè)，可形成的節(jié)能能力約為24 萬tce/年。

內(nèi)容簡介

《配電網(wǎng)無功優(yōu)化及無功補償裝置》從配電網(wǎng)規(guī)劃入手，講述了無功的重要性及配電網(wǎng)無功的優(yōu)化分布，同時，通過對無功補償裝置的分析，闡明了無功補償裝置的應(yīng)用前景和對配電網(wǎng)節(jié)能降耗的意義；并通過對現(xiàn)有無功補償裝置結(jié)構(gòu)和原理的敘述，提出無功補償裝置的設(shè)計方法和優(yōu)化原則?！杜潆娋W(wǎng)無功優(yōu)化及無功補償裝置》對無功補償裝置的試驗和調(diào)試在現(xiàn)場應(yīng)用、性能檢驗和安裝進行了介紹。最后從經(jīng)濟角度進行比較并提出無功補償量的節(jié)能效果?！　杜潆娋W(wǎng)無功優(yōu)化及無功補償裝置》共分六章，包括緒論、電力系統(tǒng)無功補償基本概念、配電網(wǎng)無功補償優(yōu)化、配電網(wǎng)無功補償裝置的種類、配電網(wǎng)無功補償裝置的設(shè)計與優(yōu)化、無功補償裝置的現(xiàn)場安裝與裝置測試等內(nèi)容?！　杜潆娋W(wǎng)無功優(yōu)化及無功補償裝置》可供電力系統(tǒng)配電工作技術(shù)人員、配電系統(tǒng)設(shè)計和管理人員、設(shè)備管理人員參考，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材或參考 。2100433B

內(nèi)容簡介

《配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)》從自愈控制理論，配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)，保護、控制、監(jiān)測終端與自愈控制系統(tǒng)一體化，系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件，智能調(diào)度等方面研究了配電網(wǎng)自愈技術(shù)，并結(jié)合示范工程給出了實例?！杜潆娋W(wǎng)自愈控制技術(shù)》共分七章，內(nèi)容包括：概述，配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)架構(gòu)，配電網(wǎng)智能調(diào)度與自愈控制高級應(yīng)用軟件，新一代配電網(wǎng)繼電保護，配電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測管理系統(tǒng)，自愈控制技術(shù)的實現(xiàn)，示范工程。

智能電網(wǎng)作為合理利用分布式能源的一種新興的智能組網(wǎng)模式得到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。本課題采用群體智能優(yōu)化策略及零和微分對策理論研究智能電網(wǎng)在隨機不確定及信息耦合環(huán)境下電壓無功優(yōu)化與協(xié)調(diào)控制問題。①采用混合控制策略及基于模糊評價的強化學(xué)習(xí)理論，建立系統(tǒng)底層各節(jié)點微觀智能體模型，根據(jù)環(huán)境及負(fù)荷的變化，建立可動態(tài)重構(gòu)的宏觀系統(tǒng)架構(gòu)。②建立考慮系統(tǒng)不確定及耦合因素影響的包括系統(tǒng)網(wǎng)損、無功控制設(shè)備投切限制等多種優(yōu)化指標(biāo)的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。③引入混沌序列機制，采用具有群體智能策略的優(yōu)化方法求解受連續(xù)-離散時間的微分-代數(shù)方程約束的典型非線性的混合動態(tài)優(yōu)化問題；④對分布式發(fā)電的連續(xù)調(diào)壓裝置、SVC等無功調(diào)壓設(shè)備等進行綜合協(xié)調(diào)控制，從而實現(xiàn)智能電網(wǎng)的各節(jié)點電壓偏差、系統(tǒng)網(wǎng)損、無功設(shè)備投切次數(shù)及電壓合格率等指標(biāo)的綜合優(yōu)化。本研究成果對于我國智能電網(wǎng)自動化理論的發(fā)展具有重要的理論價值和應(yīng)用前景。