科技成果-配电网全网无功优化及协调控制技术

科技成果一一配电网全网无功优化及协调控制技术适用范围电力行业县级供电企业（110kV及以下电网无功协调控制）行业现状国外主要提出了基于大电网的电压三级控制，没有涉及110kV及以下的配电网电压无功协调控制，与我国电网尤其是农网方式相差甚远，没有太大可比性和借鉴性。该技术在设计过程中贯穿的主题思想是首先通过对电网运行数据采集，然后经过优化计算，生成并执行协调控制策略或分析出电压不合格主要原因，最终确保优化对象即关键节点电压合格。配电网全网电压无功优化协调控制系统主要通过采集终端用户运行数据、配变运行数据、10kV线路无功补偿设备运行数据、10kV馈线调压器运行数据、变电站运行数据，从全局角度出发，经过优化分析计算，生成并执行对主变档位调整、变电站无功补偿设备投切、10kV馈线调压器档位调整、10kV线路无功补偿设备投切、配变无功补偿设备投切、配变档位调整综合协调控制策略，完成对变电站、线路、配变电压无功设备的集中管理、分级监视和协调控制，实现配网全网电压无功闭环控制，最大程度改善关键节点电压、关口无功功率因数。目前仅有约15%左右变频调速运行。目前该技术可实现节能量2万tce/a，减排约5万tCO2/a。成果简介1、 技术原理通过用户用电信息采集系统、10kV配变无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）10kV线路调压器运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、10kV线路无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、县调度自动化系统（SCADA）系统采集县网各节点遥测遥信量等实时数据，进行无功优化计算，并根据计算结果形成对有载调压变压器分接开关的调节、无功补偿设备投切等控制指令，各台配变分级头控制器、线路无功补偿设备控制器、线路调压器控制器、主变电压无功综合控制器接收主站发来的“遥控”指令，实现相应的动作，从而实现对配网内各公配变、无功补偿设备、主变的集中管理、分级监视和分布式控制，实现配电网电压无功的优化运行和闭环控制。2、 关键技术（1） 以电压调整为主，同时实现节能降损降损的前提是电网安全稳定运行及满足用户对电能质量的需求，在具体实施过程中，一个周期的控制命令可能既包含分接头调整，又包括补偿装置动作，如果分接头及补偿装置同属一个设备，则先调整分接头，下一周期再动作补偿装置。（2） 电压自下而上判断，自上而下调整这一要求需要两种措施来保证:一是通过短期、超短期负荷预测，合理分配开关在各时段的动作次数；二是如果低电压现象在一个区域内比较普遍，则优先调整该区域上级调压设备。无功自上而下判断，自下而上调整无功自上而下判断，如果上级电网有无功补偿的需求，应首先向下级电网申请补偿，在下级电网无法满足补偿要求的情况下，再形成本地补偿的控制命令。而控制命令的执行应自下而上逐级进行。如此，既能满足本地无功需求，又能减少无功在电网中的流动，最大限度降低网损。3、工艺流程变电站、线路、配变电压三级联调：基于配电网全网电压无功综合分析，自动生成变电站、线路、配变的电压无功协调控制策略并准确下发控制命令；具有闭环控制和开环控制两种运行方式。主要技术指标1、 变电站、线路、配变电压无功三级联调；2、 电压无功监测范围可覆盖变电站、线路、配变、客户端；3、 可实现闭环控制，开环建议，提高电压无功控制水平。技术水平该技术于2010年11月份在安徽歙县供电公司挂网运行，通过了国家电网公司“低电压”综合治理现场会的检查，在国家电网公司办公厅2010年12月31印发的关于印发《农村“低电压”治理典型方法》的通知中，将该技术列为“低电压”治理典型方法之一，在2011年3月，作为国家电网公司科技部的重大科技项目“低电压综合治理技术研究”的子项目，选择在江西、辽宁、陕西应用建设，本系统是电压三级联调应用建设中的主站系统。在2011年7月，国家电网2008年版《农网重点发展应用技术》将该技术列入了农网发展重点应用技术目录。2012年在江西高安县供电公司的低电压治理中得到推广应用。2013年在新疆阿克苏沙雅县供电公司，塔城和丰县供电公司的农网改造示范工程中得到推广应用。典型案例案例应用单位：安徽歙县供电公司建设规模:选择安徽歙县供电公司35kV杞梓里变电站及梓里196线、198线，确定三级联调试点范围。建设条件：现安装的电压无功调控设备的调控判据仅依据安装点的测量值进行“各自为政”式的独立控制，电网各级调压与补偿设备的全网协调性不够，往往出现上级电网电压处于合格区间范围、下级电网调节手段已用尽而用户电压仍超限的情况，此时需依赖上级电网充分挖掘调节能力，实施上级电网与下级电网的自动协助调整，通过全网调节使末端电网；调压能力得到有力的补充与提升，由此提出实施三级电压协调控制来研究与探索进一步挖掘电网运行控制潜力的手段。主要改造内容：（1） 35kV杞梓里站10kV母线电压调控及变电站无功补偿调节。（2） 10kV梓里196线路电容器控制、梓二配变分接头自动调节及低压电容器自动控制、梓二配变台区首末段电压监测。（3） 10kV梓里198线路电容器自动控制、小岫配变台区首末段电压监测。主要投入设备：配电网全网电压无功协调控制技术、电压无功调控设备。节能技改投资额：50万，建设期：3个月，节能量折标准煤：年供电量2亿余kWh电，线损率降低1.2个百分点，每年节约25万kWh电，约84t