分析丨配电网电压无功多级协调控制策略及应用-北极星输配电网

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以智能电能表电压量测数据为基础，以台区电压质量评估算法为手段，依托主配网协调优化控制技术，实现了供区变电站、馈线和台区（包括低压部分）电压无功优化协调闭环控制。

引言

电压质量关系社会经济的平稳发展和千家万户的生活质量，提高电压质量是供电公司履行社会责任和践行“四个服务”宗旨的基本要求，是供电企业迈向精益化管理的重要指标。配电网电压质量更是与电力系统的安全稳定运行以及电气设备的使用寿命息息相关，电压过低可能会降低设备的运行能力，增加设备运行能耗，烧毁用户电动机，引起电灯功率下降，引发客户投诉；甚至可能会引发电压崩溃，造成大面积停电等严重后果。因此，提高配电网各节点的电压质量是供电企业亟待解决的难题。

目前，配电网采用的电压无功和电能质量治理措施都是点对点控制，设备的运行状态、故障信息不能实时掌控，既未实现数据的统一采集上传，也未实现综合控制，电压无功和电能质量治理效果尚有提高的空间。配电网电压治理措施主要集中在独立变电站低压母线电压调整，10kV长线路加装串联调压器、串联或并联补偿装置，改变配电变压器（简称配变）分接头以及配变低压侧无功补偿等方面。这些措施独立分散，无法协调一体，存在信息集成度低、数据接口不规范、操作繁琐、效率低下、运行人员无法实时掌握设备工况等问题，电压控制效果较差。一方面，由于目前配电网自动化、智能化程度远低于输电网，监测点及能控点比例低，且控制动作影响面广，无法确知可控设备动作后对无监测设备运行状态的影响，只能通过限值或动作预算来保证；另一方面，运行状态不佳的设备由于本身不可控或不满足动作条件，只能通过相邻电网相关设备动作改善其运行状态，以无载调压配变为例，电压越下限时，只能通过线路调压器或主变压器调压改善其电压水平；另外，由于用户负荷波动呈现较大的随机性，短期、超短期负荷预测准确度低，也增加了调压难度。

本文针对目前配电网结构以及电压无功控制存在的问题，提出了一种基于用户电压合格的新型供区电压无功协调优化控制技术。通过深入调查研究，充分考虑用户电压需求，针对配电网电压无功问题特点，结合智能配电网、主动配电网建设，提出了配电网电压无功协调优化控制的思路，综合考虑配电网各节点电压质量控制要求、节能降损效果以及设备动作次数，研发变电站区域智能控制装置、配电网区域智能控制装置，开展以面向用户电压合格为目标的主配网电压无功协调优化控制技术研究。目前该方法已在某35kV变电站投运应用。

1控制原则和策略

以用户电压合格为目标的电压无功分布式优化控制技术，以协调控制、分层优化为原则，实现从信号采集、优化决策到指令执行的全过程计算机智能控制，将变电站、馈线、配变等多种类型的电压无功设备进行综合管理，实现对配电网电压无功的“面—线—点”的多级协调控制，满足配电网对生产管理、电能质量提升、降损节能等各方面的要求。考虑配电网设备的特点和通信条件，采用分布式智能架构，保证数据采集的时效性和准确性。引入全寿命周期管理概念，兼顾平衡变电站、中压线路、配变的调压需要，利用配电网电压无功最优潮流和专家规则混合优化等多种算法，在原有配电网电压无功调节设备的基础上，得出最优控制方案。通过遥控和遥调相结合的模式，下达到各电压无功调节设备进行调整执行。通过这种方式，变独立的分散调控为集中调控和分层配合，实现主网和配电网全网无功优化。电压无功控制物理结构见图1。

图1主配电网协调的电压无功控制物理结构图

延伸阅读：实例丨湖北省农村配电网低电压的治理

【干货】配电网低电压产生原因与综合治理措施

原标题：【“低电压”治理】配电网电压无功多级协调控制策略及应用

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