智能电网环境下地区电网无功优化控制思路探索

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现阶段我国经济不断发展，电网覆盖范围越来越广阔。随着智能电网建设发展，我国对于电网无功优化控制提出了更高的要求标准。本文就电网调度相关特点，对智能电网环境下，地区电网无功优化控制进行了一系列研究讨论，并详细讲解了智能电网环境下，地区电网无功优化控制系统的相关框架结构，对其中关键性技术进行了一些研究探索，希望能够有利于智能电网的发展。

【关键词】智能电网 无功优化控制 思路探索 各方协调 地区电网

电网的无功优化控制，是电力系统在满足电网的安全运行等一些必要约束条件情况下，实现无功补偿等等一些预定目标，然后综合最佳的一些优化措施。属于非线性多约束优化管理范畴。智能电网环境下地区电网无工优化控制的目标，是通过合理的调节电路变压设备发热接头以及投切无工补偿设备，使其能够保持系统的电压发展水平，使其能够进行合理的流动进而减少系统的有功损失。电网在运行过程中，因为接入大量用电设备就会进一步消耗电网无功功率。现阶段电网发展水平不断得到提高，但是仍旧存在一些影响电网发展的问题。比如在一些地区无功控制设备动作次数超过了相应设备允许规定，严重影响了设备使用寿命。这些问题形成原因归根究底还是地区电网无功控制调节手段不合理，使相应无功补偿设备并不能够发挥其应有的作用。据不完全调查研究显示，电网负荷高峰时段，超过55%的电容设备不能够及时运行，在电网负荷低的时候，超过25%的电容设备不能够及时的推出。由此可见，无功补偿的效果与无功补偿的设备容量并没有直接的关系，而是与相应的控制方式还有控制策略密切相关，所以，怎么样才能有效的在智能电网环境下实现地区电网无功优化控制，是现阶段电力系统有效运营必须要解决的一个问题。

1 智能电网无功电压优化控制系统框架

地区电网是由高中低三级组成，配电网费的节点多并且接线十分复杂，一般呈现辐射状态散步。在进行电网优化过程的时候，如果将所有的部分都进行优化，就会大大降低优化速率。所以我们可以以三维度进行协调全网进行无功优化系统框架，使用综合分析的思想进行，使整个配电网络能够实现无功优化。想要实现整个电网的无功优化，一定要实现地区协调与枢纽变电站电压控制系统之间的协调，主网与配网之间的协调。现阶段电网配置系统的数据越来越庞大，针对这样的情况，本文建议使用不同的控制方法进行控制，优化相应的无功控制办法，使地区电压控制系统主站（AVC主站）为配电控制优化第二站，将枢纽变电站作为第一站，这样就有效的构成了全网AVC控制系统。

2 智能电网无功电压优化控制管理

2.1 地区AVC主站

地区AVC主站主要接受上一级AVC系统控制的目标数据。并且依据这一项目标值与枢纽变电站的无工电压还有功率等等，从整个配电网络进行优化。地区AVC主站控制的目标范围并不仅仅用于控制具体的设备，使用分级控制方式可以有效提高系统的工作效率以及可靠性。地区AVC主站具备一定的监控、建模功能，可以有效的对各级AVC子站实行有效控制。

2.2 地区调控与集中调控之间的协调

一般情况下，AVC总站能够有效管理旗下所有电网的信息，对整个配电网络实现有效管理。集中控制总站下级子站实际上是地区调控AVC主站的执行者。（详见图1）当AVC主站与集中控制总站AVC通讯中断时候，因为集中控制总站下面可以管理多个变电站系统，这样就可以有效实现变电站的协调控制，使各级变电站能够拥有姣好的调控效果。在实际的运行过程中，因为集中控制总站的控制范围内，所有的变电站都是固定不变的，并不会随着运行方式而有所变化，所以其管辖范围可能与实际的变电站控制区域不一样，此时就容易产生孤岛现象。其控制效果就没有地区调控主站集中控制效果明显，但是，这种情况还是比各地区变电系统的进行独立控制的效果要好得多。所以，加强地区AVC主站的调控以及集中控制AVC系统之间进行有效协调，这样就能够有效提高AVC系统的可靠性。采用无功电压分级控制系统，可以有效的实现全网集中控制，并且可以进行统一的维护管理。

智能电网环境下实现系统优化控制必须要关注以下几个方面：首先，必须要协调好主站与子站之间的关系，地区调控与下一级地区的调控之间的联系，调控过程必须要以三维协调为基础，实现无功补偿优化控制；其次要实行分布式电网调控优化调度，对电压的工作效率、质量进行综合测评，实现优化控制。

3 变电站电压无功控制的相关原理、原则以及实施办法

现阶段，我国用于变电站电压无功控制的装置种类繁多，从控制基本原理上来分大致有：时间顺序控制办法、测量无功控制办法、测量电压控制控制办法、测量功率因素以及电压控制办法等等。通过使用变压器的分接头还有无功补偿设备，将主变压器的电压控制在规定的范围之内，这是变压器无功综合自动控制最基本与重要的要求，另外，必须要要尽可能的减少上下级电网之间的无功流动，降低电网损耗，在具体实施过程中，一定要满足以下标准要求。

3.1 保证低压侧母线电压水平

在变电站运行的过程中，系统进行无功运行对于电压的损耗影响较大。无功功率的变化会影响系统电压的上升或者是下降。甚至在一些情况下会使得一些变电站枢纽的母线电压大幅度出现下降，使电压出现崩溃现象。所以，在调节低压一侧的电压时候，必须要时刻注意系统无用功的情况，对变压器的分接头还有无功补偿进行综合控制。

3.2 避免变电站从上一级电网吸收无用功率

电网运行过程中，必须要避免变电站吸收上一级无功功率，用以满足无功补偿的原则，并且也必须要避免向上一级电网运送过多的无功功率。为了能够有效降低电压损耗以及电路的有功损耗，使得负荷上升，就应该在电压下降之前先使用电容器进行升档；当负荷下降的时候，级应该实行相反的操作。

3.3 减少变压器、电容器动作次数

电网运行过程中，如果过度频繁的调节变压器的分接开关，就会使得变压器的分接开关出现故障，最终导致变压器出现故障。所以，各级控制中心必须要严格限制调节次数。另一个方面，频繁的开关并联的电容器设备，也容易引起电容器开关的故障，电容器的故障会给电网的运行带来巨大的经济损失，所以，电网系统对于变电站电容器的调节次数也有明确的规定。

3.4 电容器的夜间管理

进入夜晚的时候，因为人们生产生活的用电量大大降低，所以相应的电容器负荷也会变小。整个电路网络会产生不少的无用功率。但如果一些地区的无功负荷量太少，发电常可以根据实际情况进行改变。在夜高峰时期，电网电压会呈现上升趋势，这时候主变压器一定呈现无功状态，这时候就可以适当的进行调整，可以实行降档，但是需要注意的是降档不能够降的太低，不然进入下半夜，电容器全部退出的时候，电压过低无法顺利进行升档，这样频繁的进行调换，对于电容器的损害非常大，所以，电网的降档原则一般是将指保持在凌晨状态。

4 基于三维协调原则下的无功优化补偿

一些地区的电网用户线路过长，致使补偿不合理，最终导致无功电压不合格，针对这样的现象可以采用三维协调办法进行三维协调无功补偿优化。可以将无功优化的约束条以电压合格率进行计算，使用全网无功优化的思想，从整个电路网络着手进行无功优化，基本的准则就是由下至上。

4.1 低电压电网无功优化

根据低压电网的实际负荷状况，实施不同的计划，对各个不同单元的无功全局进行优化计算，将无功设备的配置做到最优状态。对公共配电变压台区使用无功优化以达到低压线路的无功补偿配置。对一些专用变压配置用户，可以请专家对用户进行指导，帮助他们进行节约用电。以节约用电的方式不断推进用户使用无功补偿设备，以达到降低无功补偿压力的标准要求。

4.2 中、高压电网的无功优化

对处于中压电网的各个单元格都必须要进行全局优化计算。计算的过程中一定要综合考虑下级设备对上一级设备的影响作用。在进行高压电网优化时候，一定要综合考虑所有的发电厂、变压器设备的接头还有无功装置，进行无功优化之前一定要进行充分计算。并且在计算的过程中，要保证负荷部分的计算能够满足下一级电网无功优化的影响。

在进行无功优化控制的时候，一定要根据不同地区的不同情况进行综合分析，并且要确定其是否可以进行全网无功优化补偿规划。

5 结束语

本文从智能电网环境下地区电网无功优化控制进行一些讨论分析，详细研究了智能电网环境下地区电网的实现无功电压控制的相关方法。希望能够真正做到各级电网用户相互协调控制。

参考文献

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[2]吴.含风电机组的交直流混合电力系统无功优化研究[D].北京：华北电力大学，2012.

[3]步天龙.呼伦贝尔地区电网无功补偿现状分析及优化配置的研究[D].北京：华北电力大学，2010.

作者单位

国网达州供电公司 四川省达州市 638000