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用電關鍵技能與需求呼應運用展望
 信息來源:鵬泰電力  錄入:鵬泰電力  加入日期:2017-5-11 點出:874
 

  摘要:跟著核算機網絡通訊技能以及電網操控主動化技能的開展,電網電壓無功主動操控技能發生了根本改變且得到了迅速開展與廣泛運用。這篇文章剖析了這些年電壓無功主動操控技能的開展特色,要點介紹了變電站電壓無功操控設備(VQC設備)、電壓無功會集剖析會集操控(AVC)體系的技能思路,論述了根據歸納主動化技能的進一步開展和集控站的運用對電壓無功操控形式的影響,并提出了習慣當時電網辦理開展形式的無功電壓操控的開展方向。

  關鍵字:無功電壓操控;區域電網;變電站電壓無功操控;主動電壓操控;集控站

  0引言

  電力體系的無功抵償與無功平衡是確保電壓質量的根本條件,進行合理的無功抵償和有效地無功抵償主動操控,不僅能確保電壓質量,并且會進步電力體系運轉的安穩性和安全性,下降電能損耗,充分發揮電網經濟運轉效益。

  電壓是電能質量的首要目標,電壓質量對電力體系的安全與經濟運轉,對確保用戶安全出產和產品質量以及電器設備的安全與壽命有首要的影響,而電壓質量和無功功率的散布有著不可分割的聯系。跟著經濟的開展和人民生活水平的進步,各類用戶對電能質量的請求越來越高,供電公司每年處理的客戶投訴日漸增多,根據國外興旺國家的經歷,國家經濟越興旺,對電能質量的請求也越高,電力監管公司的監管和賞罰力度也越大,因而完結無功抵償設備的主動操控是電力技能開展的必然選擇。

  所謂電壓無功主動操控,就是由核算機軟件或許嵌入式軟件,經過通訊信道獲取電網的遙測遙信數據,經過優化剖析后構成無功抵償設備和有載分接開關的設備動作指令,終究到達電壓合格、無功潮流合理的操控方針,然后進步電網安全安穩性。區域級電網的電壓無功操控的首要手段為并聯電容器和有載分接開關,也包括少量的發電機組和電抗器。

  1968年,日本Kyushu電力公司首先在AGC體系上添加了體系電壓主動操控功用,這能夠看作是從大局觀點動身進行電壓/無功操控的第一步。在1972年世界大電網會議上,Bertigny等人提出了在體系范圍內完結和諧性電壓操控的必要性,具體介紹了法國EDF以“先導節點”、“操控區域”為根底的二級電壓操控計劃的構造。如今這種電壓分級操控計劃已在法國、意大利等國家付諸施行。 。因為國外電力公司電網較小、全網一致調度、電網網架改變不大的特色,且研討較早,其間有些電壓操控器為硬件安排,所以不適合國內電網的電壓無功操控。

  中國幅員遼闊,電力體系構造巨大。已建成的跨省電力體系有五個,即華東體系、東北體系、華中體系、華北體系和西北體系。關于如此巨大而雜亂的電網體系,由一個調度基地監督、辦理和操控一切設備顯然是不也許的。中國的電網調度辦理安排根本上分為五級垂直辦理形式。國調經過核算機數據通訊網與各大區電網操控基地相連,和諧、確定大區域級電網之間的聯絡線潮流和運轉方法,監督、核算和剖析全國電網的運轉狀況。大區網調按一致調度分級辦理的準則,擔任超高壓電網的安全運轉并依照規則的發用電計劃及監控準則進行辦理,進步電能質量和經濟運轉水平。省級電網調度擔任區域間及有關省網的供受電量計劃的編制和剖析,負荷猜測、經濟調度等。區域調度對其所轄區域的電網安全監控,對有關站點(直接站點和集控站點)的開關遠方操作、變壓器分接頭調理、無功抵償設備投切等。縣級調度首要監控110kV及以下農村電網的運轉。由國調到縣調,跟著統轄范圍的變小,其電網電壓等級逐漸下降。清楚明晰,電壓無功主動操控體系的計劃有必要得思考國內電網調度運轉辦理形式的特色。

  1 變電站電壓無功主動操控設備(VQC設備)

在調度主動化體系未實用化的時分,區域電網選用就地平衡、渙散調整的方法運用VQC設備,完結只是面向單個變電站的運轉操控。

  國內第一臺VQC設備由清華大學于1984年研制成功,并在北京供電局投運成功。現在市場上常用的VQC電壓無功操控設備根本上是以九區域圖及其衍生圖進行單廠站的電壓無功主動操控。九區域圖法直觀明晰,簡單易行,能夠在必定成都上就單個站必定的電壓合格率和功率因數。可是,以九區域圖法為根本戰略的VQC設備為信息孤島,一起也是操控孤島,不能完結全網的無功電壓最優操控。在二級有載調壓電網,會呈現電壓頻頻調整,簡單形成電壓調理不合理景象或許設備無謂動作;因為每個變電所都有必要設備無功電壓操控設備,出資大,設備保護量明顯添加。

  2 主站會集式主動電壓操控體系軟件(AVC)

跟著核算機技能和通訊技能的迅速開展,電力體系調度主動化技能已經根本在區域級電網都做到了實用化,在此根底上呈現了主站會集式主動電壓操控體系軟件(AVC)。

  “AVC體系”經過調度主動化SCADA體系收集全網各節點遙測、遙信等實時數據進行在線剖析和核算,在確保電網與設備安全運轉的前提下,以各節點電壓合格、節點功率因數為約束條件,從全網視點進行電壓無功優化閉環操控,完結無功抵償設備投入合理和無功分層就地平衡與安穩電壓,完結主變分接開關調理次數起碼和電容器投切最合理、電壓合格率最高和全網網損率最小的歸納優化方針。本體系終究構成有載調壓變壓器分接開關調理、無功抵償設備投切操控指令,憑借調度主動化體系的“四遙”功用,根據核算機技能和網絡技能,經過SCADA體系主動履行,然后完結對電網內各變電所的有載調壓設備和無功抵償設備的會集監督、會集辦理和會集操控,完結了區域電網電壓無功優化運轉閉環操控。

  即在調度基地設備一套軟件即處理了區域級電網的電壓無功優化操控的疑問。AVC體系軟件在國內得到推行運用,取得了可觀的經濟效益和社會效益。

  3 AVC與VQC設備聯合和諧操控計劃討論

  思考到VQC和AVC的特色,國內也有專家提出AVC體系和VQC設備聯合和諧操控的技能思路。現在來看,在區域電網這一級,調度主動化體系得到了徹底的實用化,在經濟興旺區域乃至都晉級到了第三代、第四代調度主動化體系,也由開始的單純的SCADA體系開展變成老練的EMS體系,其底層通訊為光纖通訊,無論速度、容量和牢靠性都十分高,從全國推行的有些AVC體系運用來看,主站式AVC體系的操控牢靠性和安穩性程度的十分高,有些電網AVC體系全年的運用率式100%。

  盡人皆知,假如選用AVC和VQC聯合和諧操控的方法,勢必會形成:每個變電站都需求設備一套VQC設備,出資十分大,保護本錢高;關于大的區域電網也許會存在不一樣廠家的VQC設備,操控危險較大,接口牢靠性較低,從工程施行的視點乃至存在不一樣廠家和諧的難題;從牢靠性視點剖析,運用的設備和模塊越少體系將越牢靠、越安穩。

  進一步剖析可知,VQC收集的遙測遙信數據AVC體系相同能從SCADA體系獲取,在當時通常商用PC機上即可在線完結地級市電網的電壓無功優化核算。跟著歸納主動化技能的進一步開展,在具有四遙功用的區域電網,主站AVC軟件出資小、牢靠性高、建造周期短、保護量小,因而AVC與VQC設備聯合和諧操控的技能思路不再可取。

  3 電壓無功操控的開展趨勢

  3.1 散布式AVC體系

  跟著變電站歸納主動化技能的開展,無人值勤變電站已被廣泛選用,在電網調度的層次之下樹立多個集控站,由集控站辦理若干個無人值勤變電站,使得原來站內值勤人員所作的作業可由集控站人員來遠方完結,因而電力體系運轉辦理形式逐漸變成調度基地+多個集控站、調度辦理與設備監督操控別離的形式。并且集控站是按地域區分而不是按電網構造的耦合程度區分,各集控站辦理的變電所之間有也許嚴密結合,但在電網構造上無法依照行政區域區分來解耦,因而只要會集式主動電壓操控體系(會集式AVC體系)已經不能處理調度權與多個集控權之間的安排、優先級、職責歸屬的疑問。

  比如貴陽電網總共有六十多個變電所,下轄八個集控站,其間調度主動化主站體系為南瑞OPEN3000體系,該體系能夠獲取全網的遙測遙信數據,但并沒有操控下行通道;設備的監督與操控由集控站監督人員經過集控SCADA體系完結。貴陽AVC體系計劃的散布式技能計劃為:調度基地設備AVC服務器,獲取全網數據,從全網的視點在線進行電壓無功優化核算剖析,設備的參數,電壓、功率因數等參數和限值的查核由調度員在其作業站上設置;集控站監督人員經過集控AVC體系的作業站監督本地電網狀況,保護設備狀況(比如根據現場狀況決議某電容器是不是由AVC操控),事項監督、設備操控;AVC體系的終究操控指令也有服務器發給AVC作業站,再由AVC作業站發給集控SCADA體系履行。可見,該技能計劃既表現了調度基地對電網運轉的決策、調度、辦理、查核權,又能表現集控站的設備操控權和監控職責;既堅持了AVC體系全網優化核算的優勢,又習慣了調度運轉的辦理形式。

  因而,當今集控站辦理形式下,散布式AVC體系往后會變成區域級電網的電壓無功操控干流。

  3.2 不一樣調度辦理等級的AVC分級和諧操控

  3.2.1 省網AVC體系與地網AVC體系的和諧操控

  省級電網假如建造有AVC體系,那么區域級AVC體系有與省網AVC體系和諧操控的必要。

  就當時無功抵償現狀而言,理性無功抵償是比較充足的,再加之220kV以上電網的充電功率比較大,因而,在低谷負荷時,省級電網的電壓普遍偏高,有也許形成發電機組進相運轉,然后危及電網運轉安全,因而,有必要操控區域電網220kV母線的功率因數在必定范圍內。那么省網AVC體系有必要向地網AVC體系下達合理的功率因數目標或許無功目標,地網AVC體系有職責承當功率因數調整的職責,下降主網發電機組調理的壓力。

  在緊迫狀況下,如主網的220kV母線電壓到達戒備線以外,有必要約束AVC體系調理220kV分接頭的有些功用。假如220kV母線電壓高于戒備上限,則應當閉鎖220kV分接頭往下調理的功用;如220kV母線電壓低于戒備下限,則應當閉鎖220kV分接頭往上調理的功用。如此則防止主網的電壓進一步惡化,一起地網AVC體系要采納相應的削減無功投入或許添加無功投入的辦法。

  省網AVC體系和地網AVC體系的和諧操控還有很多地方值得研討,如電壓安穩的裕度剖析,220kV母線等值、無功限值的推導等,信任往后在這方面會有很多研討效果發生。

  3.2.2地網AVC體系與縣網AVC體系的和諧操控 地網和縣網均為配電網。配電網的特色為環網計劃、開環運轉,從調壓的視點看,電網呈縱向嚴密耦合,下級電網的電壓水平遭到上級電網分接頭調理的影響比較大,為防止下級電網調壓時的設備調理振動,有必要思考合理的上下級電網聯合調壓的計劃。此外,根據調度辦理的分工和職責歸屬,也不允許區域級調度基地的AVC體系直接剖析和操控地網和縣網的一切無功抵償設備和主變分接頭。并且電網中不管是區域級電網或許縣級電網,任何一節點無功的改變都會影響到功率因數改變。

  因而從無功和電壓的視點思考,地網AVC體系和縣網AVC體系相同有和諧操控的必要。

  文獻11從工程實用化的視點提出了可行的和諧操控戰略。

  3.3 中低壓配電網無功抵償會集優化操控

  跟著電力電子、移動通訊技能的不斷開展,設備功用不斷進步,中低壓無功主動抵償設備得到必定程度的推行。將中低壓無功主動抵償設備歸入區域電網電壓無功全網優化操控也是將來開展的趨勢。

  相關于載波通訊的低牢靠性、光纖通訊的高本錢、衛星通訊的高費用,移動GPRS 無線通訊技能GPRS 選用分組交流技能,數據傳輸速率最高可達171.2kbit/s,且支撐多種帶寬,有效使用帶寬,徹底能夠滿意配電網監測體系中數據的通訊速率的請求。從實時性請求思考,GPRS 具有“永久在線”的功用,當終端與 GPRS 網絡樹立銜接后,即便沒有數據傳送,終端也一直與網絡堅持銜接,再次進行數據傳輸時不需求從頭銜接,而網絡容量只要在實踐進行傳輸時才被占用,然后確保了數據交流的實時性。因而,GPRS技能在配網監測方面將會得到推行運用,那么以此為根底的在線中低壓配電網電壓無功優化會集操控也是近期內開展的趨勢。

  4 無功抵償優化計劃

  高壓電網無功抵償裝備,國內通常是依照變壓器容量的10~30%裝備,也許會形成無功抵償設備的裝備不合理:有些區域電壓偏高卻沒有設備電抗器導致電壓越上限;有些變電站的電容器抵償過多形成有些設備的擱置;有些電容器的容量分組不合理,難以盡量擬合無功負荷曲線,降損調壓的作用欠安;別的有一有些區域尚未合理的裝備無功設備等不合理的狀況,然后形成電網建造出資糟蹋。中低壓配電網線路雜亂,負荷渙散,距離長,分支節點多,假如要徹底進行全網的無功就地抵償出資太大,在中壓配電網有必要要思考用有限的出資盡也許下降電網網損,削減設備保護,進步電壓質量,到達投入產出效益比最大化。

  相關于電壓無功操控而言,無功抵償優化裝備未能得到長時間注重。事實上,從源頭上計劃好無功電源,不光節約出資,并且有利于電壓無功實時操控的作用,合理的裝備電容器電抗器的設備地址、設備容量和分組方法,會大大進步設備使用率、削減設備動作次數,削減設備保護費用,無功調理更合理。

  5 定論

  電壓無功主動操控是這些年電力工程界的研討熱門,也是國家電網公司要點科研運用推行項目之一,且有大量效果得到運用并發生了可觀的效益。這篇文章介紹了VQC設備和AVC體系軟件技能的開展。從以上剖析能夠看出,無功電壓操控正在由手動操控走向主動操控、由渙散操控走向會集式的遞階操控、由無序操控走向優化操控、由單機單一操控走向網絡分級操控,由主網電壓無功操控走向主配網全網電壓無功操控,由區域優化操控走向分層分級聯合和諧操控。

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  作者簡介:

  陳棟新,女,高級工程師,長時間從事無功電壓辦理與運用技能作業及無功電壓主動操控方面的研討。

  牛迎水,男,高級工程師,長時間從事線損、無功電壓技能作業及無功電壓主動操控方面的運用研討。

  廖亨利,男,工學碩士,工程師,研討方向為電力體系運轉與操控;

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