配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在電力工程中的應(yīng)用

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摘要：配網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)在電力工程中的應(yīng)用，具有工作效率高、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)勢，本文針對補償電容器投切控制技術(shù)的基本原理、配網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)的組成、補償電容器投切控制的具體對策進(jìn)行了探討并簡單分析了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。

關(guān)鍵詞：補償電容器；投切控制；電力工程

0前言

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)控制方法已經(jīng)無法滿足電力工程對電網(wǎng)調(diào)度的控制需求。通過配電網(wǎng)的優(yōu)化補償能夠有效促進(jìn)配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)功率因數(shù)的提升。如果想要獲取能夠保障線路正常運行的必須參數(shù)，則需通過變電站的調(diào)度自動化控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，有效補償電容器運行電壓，以此來保障對電容器實行有效的自動投切控制。

1補償電容器投切控制運行原理的簡要分析

配網(wǎng)自動化控制操作中一個很關(guān)鍵的步驟就是對補償電容器的設(shè)置。技術(shù)人員首先應(yīng)全面系統(tǒng)的分析電壓穩(wěn)定情況及饋線首端的功率因數(shù)，選取適宜的部位進(jìn)行補償電容器的安裝。只有當(dāng)補償電容器能夠準(zhǔn)確的評估饋線首端的具體功率因數(shù)、線路運行情況及電壓等各項指標(biāo)，才能確保投切控制操作的有效性。如果處于特定的狀況，補償電容器能夠執(zhí)行相應(yīng)的投切動作，進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)控制。補償電容器中一般采用10kV的線路為自動投切控制器提供所需電壓，針對補償電容器現(xiàn)場電壓的計算及相應(yīng)操作則由控制器來完成。

2配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的框架構(gòu)成分析

該系統(tǒng)的核心是上位機(jī)自動化控制系統(tǒng)。該部分系統(tǒng)能夠有效控制補償綜合協(xié)調(diào)遠(yuǎn)程投切操作。一般情況下，在變電站系統(tǒng)的內(nèi)部，每一條饋線均能實現(xiàn)同時帶起多臺補償器，而且還能確保各補償器間能夠各自運行，互補干擾。因此，為了確保系統(tǒng)的安全運行，必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)多臺補償器，而上述這些運行操作均由上位機(jī)自動化控制系統(tǒng)獨立完成，有效協(xié)調(diào)控制每臺補償器，實現(xiàn)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。而變電站調(diào)度自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對饋線出口參數(shù)與配電網(wǎng)運行情況的實時觀察和管理，在運行的過程中，變電站控制系統(tǒng)將內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)進(jìn)行連接，各饋線首端的一系列參數(shù)經(jīng)由系統(tǒng)的TP/TCP的協(xié)議接口實行轉(zhuǎn)接操作，并借助外網(wǎng)的服務(wù)器將參數(shù)傳輸?shù)阶詣踊刂葡到y(tǒng)內(nèi)部。同時，調(diào)度中心也將使用相同的渠道來控制補償器，以此來保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。經(jīng)過優(yōu)化的配網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)，擁有了數(shù)據(jù)庫功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的同時儲存與讀取。所存儲的內(nèi)容主要包括配電網(wǎng)的控制信息、拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)信息以及電容信息等。當(dāng)系統(tǒng)需要獲取數(shù)據(jù)時，就可以通過與數(shù)據(jù)庫連接，將所需的相關(guān)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取[1]。

3補償電容器投切控制的策略研究

對自動化控制系統(tǒng)與變電站調(diào)度系統(tǒng)的聯(lián)系進(jìn)一步優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)補償電容器的自動化投切控制。全面檢測補償線路首端的各參數(shù)是否屬于正常標(biāo)準(zhǔn)，一旦檢測出參數(shù)與事先設(shè)定的投切控制參數(shù)存在差異，針對問題線路的補償器，上位機(jī)的自動化控制系統(tǒng)就會根據(jù)實際情況發(fā)出相應(yīng)的命令，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3.1投入控制對策分析

對功率的因數(shù)進(jìn)行判斷，如果功率因數(shù)低于事先設(shè)置的補償下限數(shù)值，則需對電容器執(zhí)行無功補償操作。根據(jù)電容與線路間的拓?fù)淝闆r，以容量遞減方法執(zhí)行投入操作，當(dāng)電容器的容量相同就可以采用序號遞減方式實行投入控制操縱。如果首次投入電容器無法滿足無功狀態(tài)，必須進(jìn)行再次補償操作。如果優(yōu)化自動化系統(tǒng)檢測結(jié)果顯示仍不滿足無功優(yōu)化狀態(tài)，就會自行命令其他電容器繼續(xù)執(zhí)行運行操作。經(jīng)過多次的狀態(tài)檢測與投入補償控制，最終使電網(wǎng)線路能夠保持在一個無功的優(yōu)化狀態(tài)。

3.2切除控制對策分析

當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的無功功率值低于0的時候，出現(xiàn)無功返送的情況，則表明對于施加在線路內(nèi)的無功補償超過正常數(shù)值，引發(fā)了過補的情況，則需進(jìn)行電容器切除操作。選取與無功功率值最接近的電容器首先切除，以此類推。對于已投入的電容器根據(jù)序號遞增和容量遞增的方式來排序，同樣先將和無功功率值最接近的電容器切除。如果系統(tǒng)檢測結(jié)果顯示仍舊存在過補，將會在下個檢測周期切除電容器，通過全面的檢測和切除操作，使電網(wǎng)線路能夠始終維持在非過補的狀態(tài)。

3.3控制器投切控制方式應(yīng)用

在應(yīng)用過程中，需根據(jù)設(shè)備實際需要，分析其上下限值是否科學(xué)，并通過控制器對其進(jìn)行最終整定。若檢測中出現(xiàn)電壓值過高情況，需采取切斷電容器方案，若電壓測定值過低，可選擇投入電容器方法，實現(xiàn)控制器科學(xué)控制。在輸入上機(jī)命令時，在投入命令下，可微調(diào)窗口位置，保障整定值與電壓值相吻合。當(dāng)控制器執(zhí)行切除命令時，可適當(dāng)調(diào)整位置，使整定值與電壓值相吻合，保障控制窗口處于最優(yōu)狀態(tài)。在投切控制中，可應(yīng)用GPRS技術(shù)，實現(xiàn)與控制器之間有效連接。當(dāng)信息反饋無法完整傳遞到上位機(jī)中時，控制器會以獨立運行的方式，實現(xiàn)對命令自動確認(rèn)與執(zhí)行。當(dāng)控制器與上位機(jī)可正常反饋數(shù)據(jù)信息時，則會再次被控制[2]。

4自動化控制系統(tǒng)軟件的簡單分析

若想保障電力工程自動控制科學(xué)性，需明確自動化配網(wǎng)主體構(gòu)成，以多線程架構(gòu)與模塊化架構(gòu)進(jìn)行融合。并應(yīng)用GPRS通信技術(shù)，保障上位機(jī)與下位機(jī)連接有效性。在此過程中，上位機(jī)可發(fā)揮信息接收功能，并在信息反饋過程中，下達(dá)控制指令。數(shù)據(jù)庫可憑借自身信息記錄與讀取功能，對反饋形成的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理。其中控制器器和電容器是配網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)的邏輯周轉(zhuǎn)核心，上位機(jī)主要發(fā)揮模塊決策功能，對控制器以及電容器所產(chǎn)生的信息進(jìn)行決策，根據(jù)不同信息，下達(dá)具體的控制指令。下位機(jī)主要負(fù)責(zé)根據(jù)周轉(zhuǎn)的信息來執(zhí)行具體的投入、切除操作，并將實際狀態(tài)向上位機(jī)進(jìn)行反饋。自動化控制系統(tǒng)軟件借助C++語言進(jìn)行編寫，并依據(jù)補償對策對補償器的運行進(jìn)行控制。與此同時，還能實現(xiàn)對下位機(jī)運行情況的監(jiān)測。

5總結(jié)

綜上所述，在電力工程中運用配網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)，能夠確保供電質(zhì)量、輸送電壓的穩(wěn)定性、有效降低電能的消耗。因此，電力企業(yè)對于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)予以高度重視。在實際工作中，通過不斷的完善和優(yōu)化，促進(jìn)我國電力事業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉華.供電企業(yè)配網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2017(01):127.

[2]林曉濱,楊玉燕.淺析供電企業(yè)配網(wǎng)自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016(35):216.

作者：鮑翔 錢子淵 單位：國網(wǎng)浙江蘭溪市供電有限公司