李華

摘要：10V線路集成了遠(yuǎn)程通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)直接在調(diào)度室進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、管理和自動控制技術(shù)，再通過對下位機數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用就實現(xiàn)了無功優(yōu)化智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)立足于目前農(nóng)村配電網(wǎng)無功補償?shù)默F(xiàn)狀，農(nóng)村電網(wǎng)的配送中存在著用電的時間和空間的不均衡問題，這種問題嚴(yán)重的阻礙了農(nóng)村電網(wǎng)的發(fā)展。本文通過對該智能系統(tǒng)的研究，旨在更好的解決農(nóng)村配電中存在的問題。

關(guān)鍵詞： 配電線路;智能系統(tǒng);無功補償

前言：長期以來，無功電源優(yōu)化配置主要在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面考慮運行期間很少考慮無功補償設(shè)備的優(yōu)化投切。安裝于 10 kV 配電線路上的分散補償電容器多數(shù)是固定補償電容器。規(guī)劃階段配置的無功電源及容量只能說是為提高電網(wǎng)運行水平、降低網(wǎng)損創(chuàng)造必要條件。只有在配電網(wǎng)運行期間根據(jù)不同的負(fù)荷水平，通過實時的控制系統(tǒng)優(yōu)化各種無功補償設(shè)備的投切，實現(xiàn)全網(wǎng)無功優(yōu)化調(diào)度，才能充分發(fā)揮網(wǎng)內(nèi)各點、各種無功設(shè)備的功能，挖掘現(xiàn)有設(shè)備潛力，得到最好最優(yōu)的無功優(yōu)化效益。

1農(nóng)網(wǎng)10KV配電線路智能無功補償設(shè)計的必要性

如今我國大力發(fā)展農(nóng)業(yè)，但是農(nóng)村的電網(wǎng)往往限制了農(nóng)業(yè)的發(fā)展速度。我國農(nóng)村的電網(wǎng)有它自身的特點，農(nóng)村電網(wǎng)的供電半徑一般較長，并且負(fù)荷分散。因為受到春季排灌的影響，農(nóng)村配電網(wǎng)的負(fù)荷還有一個非常重要的特點，就是具有一定的時段性和季節(jié)性，無功負(fù)荷的波動很大。最近幾年我國投入了大量的資金進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)，不論是在網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)上，或者是在設(shè)備的運行及優(yōu)化方式上，都得到了根本的改變，但是無功優(yōu)化卻始終滯后于電網(wǎng)建設(shè)。如今中國農(nóng)村配電網(wǎng)無功優(yōu)化的現(xiàn)狀是，無功補償?shù)脑O(shè)備陳舊、偏少，無功補償裝置的配置不合理;無功缺額還很大。如今農(nóng)村電網(wǎng)通常采用的補償方式是在變電站二次側(cè)集中補償，末端電壓很低和配電線路的線損的問題依然沒有得到有效解決;無功補償裝置的智能程度低，線路分散補償、隨器補償一般采用固定補償，不可以做到實時監(jiān)控，不能滿足農(nóng)網(wǎng)無功負(fù)荷的時段性強和季節(jié)性的特點。

2農(nóng)村配電網(wǎng)10 kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的研究與實施

2.1 系統(tǒng)概述

無功優(yōu)化自動化系統(tǒng)采用 DotNet 技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，以C/S 架構(gòu)的方式運行。運行在客戶端的系統(tǒng)可隨時與服務(wù)器交互，監(jiān)視線路上各補償裝置的運行狀態(tài)。運行在服務(wù)器上的系統(tǒng)通過局域網(wǎng)獲取調(diào)度自動化系統(tǒng)中線路的首端參數(shù)。同時通過 GPRS 與現(xiàn)場的補償裝置通信控制或獲取工作現(xiàn)場補償裝置的運行狀態(tài)。系統(tǒng)服務(wù)器端將獲取的實時數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫采用 SQLServer 2005 進(jìn)行設(shè)計與管理。系統(tǒng)客戶端可對存儲于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與統(tǒng)計并可生成統(tǒng)計報表或以Excel文件的形式導(dǎo)出。

2.2 系統(tǒng)功能

1）拓?fù)渚S護(hù)

考慮到線路改造或移動補償裝置的位置等因素，將系統(tǒng)設(shè)計成可允許用戶維護(hù)的方式。用戶可以在配網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或增減電容器時，通過系統(tǒng)提供的拓?fù)渚S護(hù)功能增減變電站、線路和電容器，并可以指定電容器和線路之間的關(guān)系，電容器的補償方式，以及線路和變電站之間的關(guān)系。

2）系統(tǒng)運行狀態(tài)實時更新

系統(tǒng)的服務(wù)器端實時獲取調(diào)度自動化系統(tǒng)中線路首端運行參數(shù)，并根據(jù)線路狀態(tài)遠(yuǎn)程控制自動投切裝置的投切動作。而當(dāng)投切裝置動作后，系統(tǒng)服務(wù)器端將該事件通知給系統(tǒng)的客戶端，系統(tǒng)的客戶端接到通知后，將會更新客戶端的運行狀態(tài)顯示，同時將投切事件記錄在數(shù)據(jù)庫中，用于作為統(tǒng)計數(shù)據(jù)的來源。

3）投切事件查詢與容量統(tǒng)計

系統(tǒng)用戶可以通過指定查詢時間，并選定查詢線路的方式查詢某條線路上的所有電容器在某一天的運行狀態(tài)變換，并繪制出無功變化曲線，以及投切曲線。以直觀的方式支持用戶分析系統(tǒng)的運行狀況。此外，對手動投切電容器的投切管理，根據(jù)無功功率曲線，保證投入的電容器在無功功率最小時不發(fā)生過補償時將其投入運行，并將其投入的時間維護(hù)在系統(tǒng)中，并反映在投切曲線上，做到線路所有無功補償設(shè)備的統(tǒng)一集中管理。

2.3 無功補償遠(yuǎn)程無線集控系統(tǒng)

利用 GPRS 通信技術(shù)，實現(xiàn)對自動裝置的遠(yuǎn)程無線監(jiān)測與數(shù)據(jù)傳輸。監(jiān)測儀是以單片 16 位微處理器和手機芯片技術(shù)為核心集監(jiān)測、記錄、遠(yuǎn)程通信于一體的智能化系統(tǒng)。

（1）系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)由上級遠(yuǎn)程主控微機、下級執(zhí)行微機和遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)組成兩級微機控制系統(tǒng)。上級集控微機在調(diào)度室集中采集所補償線路的無功功率和功率因數(shù)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)模糊控制算法計算出所需補償線路需要投入或切除的補償電容器的容量，根據(jù)下級執(zhí)行微機通過遠(yuǎn)程通信傳輸?shù)木€路各補償點投切狀況和實測電壓確定投切對象后，再通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)向投切對象發(fā)送控制指令調(diào)整下級控制執(zhí)行投切裝置的兩位控制參數(shù)，切除上限值/投入下限值。收到上位機發(fā)來的控制目標(biāo)值后自動投切補償電容器，使線路保持在重負(fù)荷時穩(wěn)定在 0.95 以上的功率因數(shù)，在輕負(fù)荷時不會出現(xiàn)過補現(xiàn)象。

（2）無線數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)

利用現(xiàn)代的公網(wǎng) INTER 寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和 CMNET 移動數(shù)據(jù)通信技術(shù)（GPRS 數(shù)據(jù)流無線傳輸）可以廉價且方便地將上級集控微機與分布在農(nóng)電網(wǎng)線路上的無功補償自動投切控制器（下級控制微機）終端設(shè)備連接起來，組成二級分布式遠(yuǎn)程自動化無功補償系統(tǒng)。集控電腦（上級）與無功補償自動投切控制器（下級）無線數(shù)據(jù)傳輸鏈路為：電腦（設(shè)置虛擬服務(wù)器）—網(wǎng)關(guān)端口映射—INTER網(wǎng)寬帶調(diào)制解調(diào)器—互聯(lián)公網(wǎng)—（CMNET 服務(wù)）移動通信網(wǎng)—GPRS 收發(fā)器—無功補償自動投切控制器。通過這一數(shù)據(jù)鏈路實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換。

3結(jié)語

農(nóng)村配電網(wǎng) 10 kV 線路無功補償智能系統(tǒng)?首先按電壓投切方式來確定最佳補償點的位置和容量?？刂齐娙萜鞯淖詣油肚惺峭ㄟ^遠(yuǎn)程通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)上下位機之間的雙向數(shù)據(jù)交換，下位機采集各補償點的實測電壓和投切情況傳輸給調(diào)度室里的上位機，上位機再集中整合變電站出口的功率因數(shù)和無功功率，確定各補償點投切情況，再把投切命令傳輸給下位機，達(dá)到了功率因數(shù)和電壓的雙控目的。

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（作者單位：邯鄲市城郊水電管理處）