农村配电网的无功优化问题

农村配电网的无功优化问题

作者：谢允贞

来源：《神州·中旬刊》2013年第06期

摘要：农村配电网是社会主义新农村建设重要的基础设施，其发展水平直接影响到新农村建设步伐，因此，农村配电网建设必须根据新农村建设要求科学规划、超前发展，使之成为新农村建设的助推器。同时，农村配电网的建设和运行，涉及到大量的资金投入，必须根据农村用电实际情况，综合考虑社会和经济效益进行优化设计，才能使农村电网发挥最大效益。 关键词：农村电网 无功优化 一.引言

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、线路损失有着直接的影响。随着农村经济社会的快速发展，农村用电量不断增高，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。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。由于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以及线路或变电站端有调压幅度却不进行调压的情况。 二.农村电网无功优化的现状

中国目前大多数地区电网采用分散调整的方式实施无功电压控制，即在各变电站内利用本身所具有的无功资源实施对变电站电压无功控制。比较常用的方法是根据系统当前的运行状态所处的位置来决定相应的控制方案，调节变压器的分接头挡位或者投切电容器，从而保证一定的电压合格率和功率因数。这种方法相对简单，但是难以完全实现全范围的无功电压最优控制。随着农村配网的不断扩大，越来越多的电网中的有载调压分接开关和电容器补偿装置投入使用。为了充分发挥此类设备的作用，必须从当前的人工调节方式转变为利用专家决策系统进行自动调节的方式。以所处的位置来决定相应的控制方案，调节变压器的分接头挡位或者投切电容器，从而保证一定的电压合格率和功率因数。 三.新型农村配电网无功优化模式的探究

随着电力调度系统自动化的不断提高，通道可靠性的增强，变电站设备遥控功能的不断成熟完善，建立基于调度自动化SCA-DA系统的全局无功电压优化集中控制系统已经成为可能。

这里提出的研究思路是将潮流计算与灵敏度分析相结合，实现配电网电压无功优化运行与调节设备动作次数的最佳组合，从而提高系统电压稳定性，降低网损，可靠减少设备动作次数。同时，系统对无功补偿设备的分布情况、工作情况、投切状态等进行实时监视和评估。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

四.农村电网无功优化补偿的原则

在确定无功补偿的方案时需要遵循“全面规划、合理布局、分散补偿、就地平衡”和“集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主”的原则。以提高功率因数、全网损耗最小、年运行费用最小或年支出费用最小为目标，在开展全网无功优化计算基础上，确定最优补偿点和最佳补偿容量，尽量减少无功电流在线路上的传输。同时，积极采用动态补偿、平滑调节等新技术、新设备来建设配电网的无功补偿系统，实现无功的就地平衡，提高线路末端电压，降低线路损耗。但是，由于农村中低压电网量大面广，用户数庞大，其运行数据基本上还没有手段进行收集，电网潮流还难于掌握，无功潮流情况及无功缺额还难于准确了解。考虑中低压电网无功补偿方案时，只能根据配电网的结构和现有运行数据（主要是电压质量情况），参考典型台区测量数据，定性的对中低压电网进行无功补偿和电压调整。 五.农村配电网无功优化模式 1.系统设计思路

配电网无功优化系统通过SCADA系统或独立的无功补偿装置监控采集系统全网各节点运行电压、无功功率、有功功率等在线数据，并依据全网历史资料，以配电网区域电能损耗最少、设备动作次数最少为约束条件，优化算法，形成相应控制策略，对有载调压变压器分接开关、无功补偿设备投切进行控制，从而实现全区域电网电压无功优化运行。 2.无功优化补偿方式

采取降压和调压相结合、低压补偿和高压补偿相结合、分散补偿与集中补偿相结合的方式。低压配电网应当将用户侧分散补偿作为重点；中压配电网应当将配电变压器低压侧集中补偿与10 kV线路补偿作为重点；高压补偿应当将变电站集中补偿作为重点。客户随机无功补偿以补偿不按照功率考核的客户电机，促使大功率电机的无功负荷就地平衡。低压线路无功补偿以补偿无功负荷较重、供电半径较长的低压线路为重点，从而提升低压线路末端的电压质量，降低低压线路的损耗。

3.无功优化控制分析软件子系统

无功优化控制分析子系统首先从SCADA系统或独立的无功补偿装置监测子系统获取数据，包括：馈线的电网结构与配电变压器的基础参数、馈线出口及配电变压器有功与无功负荷曲线数据、馈线所带配电变压器低压无功补偿装置的补偿容量、组数等信息。经过网络拓扑分析、潮流计算和无功优化计算，最终形成变电站主变压器分接头开关调节指令和无功补偿装置投切指令，通过SCADA系统或独立的无功补偿装置监控子系统下达给执行机构，实现无功优化。

4.三级联调控制系统

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

三级联调控制不同于现有的VQC（电压无功控制）、AVC（自动电压控制）系统，相比较其协调控制更复杂。它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、10 kV线路调压器控制、10 kV无功设备控制、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，在对每层控制时都应考虑其对下面所有层的电压无功影响情况；在每层需要控制时，都应合理考虑是否是通过其相邻上层还是其越级上层进行调控，这样确定动作顺序的目的主要是准确定位低电压源头，以便从源头解决问题。

参考文献：

[1]江立 农村配电网无功优化技术方案探析[J] 机电信息 2011，（30） [2]李文辉 农村配电网无功优化模式的研究应用[J] 技术与市场 2011，18（10） [3]陈磊，王京锋，徐园 农村配电网无功优化新模式探讨[J] 机电信息 2012，（24） [4]雷达 小议农村配电网优化方案[J] 大科技：科技天地 2011，（6） [5]江立 农村配电网无功优化模式的研究应用[J] 农村电工 2011，（10）