全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化配置系統(tǒng)解決方案
一、系統(tǒng)介紹
目前我國(guó)地區(qū)電網(wǎng)及廣大縣級(jí)電網(wǎng)的電壓質(zhì)量雖得到較大改善但仍然不夠理想,其原因可以從兩種情況分析。一是農(nóng)村電網(wǎng)存在無(wú)功補(bǔ)償?shù)牟蛔?,無(wú)功功率不平衡,導(dǎo)致電壓質(zhì)量不理想;二是電網(wǎng)中雖裝有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,但由于配置位置和容量不盡合理,導(dǎo)致負(fù)荷高峰時(shí)欠補(bǔ)償,電壓偏低,低谷負(fù)荷時(shí)過(guò)補(bǔ)償,電壓偏高,不滿足調(diào)壓要求。
常規(guī)的無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算均使用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,由于經(jīng)驗(yàn)公式只能給出一個(gè)范圍,因此實(shí)施人員無(wú)法確定具體量,更無(wú)法確定具體配在哪些點(diǎn);另外國(guó)家規(guī)劃資金分配是按省網(wǎng)、地網(wǎng)、縣網(wǎng)遞減,而按照無(wú)功就地平衡法則來(lái)說(shuō)應(yīng)該按此順序遞增才對(duì)?;谝陨犀F(xiàn)狀,廣大地網(wǎng)、縣網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)存在著無(wú)功配置不足及配置不平衡兩大問(wèn)題,從而導(dǎo)致了電壓質(zhì)量難以提高,網(wǎng)損居高不下。因此降損節(jié)能、提高電壓質(zhì)量請(qǐng)從源頭抓起!
本軟件根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷情況進(jìn)行全網(wǎng)配置計(jì)算,綜合考慮投資、降損及調(diào)壓效果,給出最合理的配置地點(diǎn)及配置容量,有效解決無(wú)功補(bǔ)償配置計(jì)算長(zhǎng)期沿用經(jīng)驗(yàn)公式而帶來(lái)的配置不平衡問(wèn)題及分組隨意的問(wèn)題,可以有效增加電壓調(diào)節(jié)手段、提高電壓合格率、降低網(wǎng)損、改善電網(wǎng)穩(wěn)定性及保證有較寬的運(yùn)行裕度。
電容器電抗器被廣泛地安裝在配電網(wǎng)中作為無(wú)功補(bǔ)償、電壓調(diào)節(jié)、和增加系統(tǒng)容量的手段。本無(wú)功優(yōu)化系統(tǒng)就是在分析高壓配電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)和歷史負(fù)荷數(shù)據(jù),從高壓配電網(wǎng)整體角度出發(fā),以網(wǎng)損與投資的綜合費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo),考慮電壓及功率因數(shù)等約束條件,計(jì)算電容器安裝的地點(diǎn)及安裝容量。
二、技術(shù)原理
根據(jù)無(wú)功負(fù)荷和有功負(fù)荷是同步發(fā)展的規(guī)律,作為調(diào)節(jié)電網(wǎng)無(wú)功電源規(guī)劃中的主要補(bǔ)償裝置的并聯(lián)電容器電抗器由于其投資省,見(jiàn)效快,投運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)和降損效果顯著且安裝簡(jiǎn)便,維護(hù)工作量小,事故率低等優(yōu)點(diǎn)使其成為無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的首選。容量的配置應(yīng)使電網(wǎng)的無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)平衡,各電壓等級(jí)之間要盡量減少無(wú)功功率的交換。
通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓控制、改善電網(wǎng)穩(wěn)定性、減少網(wǎng)損及保證有較寬的運(yùn)行裕度。電容器電抗器被廣泛地安裝在配電網(wǎng)中進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。本無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償系統(tǒng)就是在分析配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上根據(jù)配電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)和歷史負(fù)荷數(shù)據(jù),從電網(wǎng)整體角度出發(fā),考慮了電壓上下限及功率因數(shù)等約束條件及與有載調(diào)壓變壓器配合調(diào)壓的要求,對(duì)電容器電抗器安裝的方式進(jìn)行了全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化分析,使得安裝電容器取得最好的效益,即使有功網(wǎng)損、電容器的安裝費(fèi)用、購(gòu)置費(fèi)用的總和最小。
三、主要功能
(1) 系統(tǒng)功能模塊圖
本系統(tǒng)有六大模塊,分別為:電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、電網(wǎng)建模、系統(tǒng)參數(shù)管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?/strong>、電網(wǎng)潮流計(jì)算、優(yōu)化配置計(jì)算
(2) 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖:略
(3) 系統(tǒng)功能描述:
◆ 用于10kV以上輸配電網(wǎng)的并列電容器及電抗器配置;
◆ 根據(jù)典型負(fù)荷對(duì)已經(jīng)存在的并列電容器及電抗器進(jìn)行配置和調(diào)整;
◆ 以系統(tǒng)網(wǎng)損最小或綜合費(fèi)用最小作為目標(biāo)進(jìn)行配置計(jì)算;
◆ 軟件自動(dòng)確定配置地點(diǎn);
◆ 軟件根據(jù)調(diào)壓要求對(duì)同一母線補(bǔ)償容量進(jìn)行合理分組;
◆ 可以由用戶選擇配置地點(diǎn)進(jìn)行配置計(jì)算;
◆ 可以根據(jù)電容器購(gòu)買(mǎi)需要自行設(shè)定單位補(bǔ)償容量;
◆ 可以將系統(tǒng)電壓合格率、廠站功率因數(shù)要求作為約束進(jìn)行配置計(jì)算;
◆ 可以通過(guò)圖形界面進(jìn)行電網(wǎng)建模;
◆ 可以從圖形上形成典型日計(jì)算端面;
◆ 可以直接從Scada獲得實(shí)時(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)保存為歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算。
四、創(chuàng)新點(diǎn)
(1) 系統(tǒng)通過(guò)與SCADA的數(shù)據(jù)接口,接收遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù),通過(guò)潮流計(jì)算,為工作人員提供合理的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備配置方案,并形成歷史數(shù)據(jù)留待日后查詢。
(2) 將遺傳算法應(yīng)用于優(yōu)化配置問(wèn)題計(jì)算中,并針對(duì)該問(wèn)題的特點(diǎn)對(duì)算法進(jìn)行了實(shí)用化改進(jìn)。
(3) 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),可以針對(duì)不同的電壓合格率、廠站功率因數(shù)等人工約束條件進(jìn)行配置計(jì)算。
(4) 電網(wǎng)模型發(fā)生改變時(shí),可以通過(guò)建模系統(tǒng)生成適應(yīng)新的電網(wǎng)模型結(jié)構(gòu)。
五、實(shí)用性(案例分析)
(1) 阜陽(yáng)電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償現(xiàn)有情況
阜陽(yáng)地區(qū)電網(wǎng)目前包含21個(gè)變電所,其中有500kV變電所1個(gè):潁州變;220kV變電所4個(gè):太和變,阜陽(yáng)變,邢集變,牛莊變;110kV變電所15個(gè):龐營(yíng)變,胡集變,河西變,臨泉變,潁西變,泉北變,東平變,宋集變,夏橋變,界首變,阜南變,潁上變,黃崗變,細(xì)陽(yáng)變,三堂變;35kV變電所1個(gè):濟(jì)河變。
縱觀阜陽(yáng)地網(wǎng)的負(fù)荷情況,無(wú)功負(fù)荷所占比例較高,無(wú)功負(fù)荷分布不合理,雖然已經(jīng)進(jìn)行了一部分無(wú)功補(bǔ)償,但是依然存在很大的無(wú)功缺額。
目前一部分變電所已經(jīng)配置了無(wú)功補(bǔ)償裝置,但是還有不少變電所還沒(méi)有配置,已配補(bǔ)償裝置也存在單組容量偏大,補(bǔ)償裝置分組不合理的情況,導(dǎo)致投切電壓變化過(guò)大,以致無(wú)法正常投運(yùn)。并且不少補(bǔ)償設(shè)備配置在變電所的中壓側(cè),這些補(bǔ)償點(diǎn)并非面向最終用戶,違反了就地平衡原則
(2) 存在的問(wèn)題
1、無(wú)功補(bǔ)償量不足;
2、現(xiàn)有補(bǔ)償裝置單組容量偏大,分組不合理。
3、現(xiàn)有補(bǔ)償點(diǎn)選擇不合理
(3) 補(bǔ)償?shù)囊嫣?/strong>
合理的無(wú)功補(bǔ)償,不僅可以調(diào)節(jié)無(wú)功潮流分布,降損節(jié)電,提高電能質(zhì)量,還能調(diào)節(jié)電壓,提高電壓質(zhì)量,增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性,同時(shí)由于網(wǎng)上無(wú)功潮流的減少,無(wú)形中增加了有功潮流的系統(tǒng)容量。
(4) 解決方案及結(jié)果展示
常規(guī)的無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算均使用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,由于經(jīng)驗(yàn)公式只能給出一個(gè)范圍,因此實(shí)施人員無(wú)法確定具體量,更無(wú)法確定具體配在哪些點(diǎn);另外國(guó)家規(guī)劃資金分配是按省網(wǎng)、地網(wǎng)、縣網(wǎng)遞減,而按照無(wú)功就地平衡法則來(lái)說(shuō)應(yīng)該按此順序遞增才對(duì)。
《全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化配置規(guī)劃決策系統(tǒng)》依據(jù)“就地平衡,分層平衡”的無(wú)功補(bǔ)償原則,根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷情況或負(fù)荷預(yù)測(cè)情況,綜合考慮投資、降損及調(diào)壓效果,利用基因遺傳算法和快速潮流算法,確定指定點(diǎn)的合理補(bǔ)償量,并采用有利于電壓調(diào)節(jié)的智能分組算法,使得每一組補(bǔ)償裝置的投切電壓差近似于有載調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié)一檔的效果。有效解決無(wú)功補(bǔ)償配置計(jì)算長(zhǎng)期沿用經(jīng)驗(yàn)公式而帶來(lái)的配置不平衡問(wèn)題,可以有效增加電壓調(diào)節(jié)手段、提高電壓合格率、降低網(wǎng)損、改善電網(wǎng)穩(wěn)定性及保證有較寬的運(yùn)行裕度。
以下是系統(tǒng)利用阜陽(yáng)地區(qū)電網(wǎng)5月某日下午4時(shí)左右的負(fù)荷情況,進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算的結(jié)果。
補(bǔ)償點(diǎn)選擇如下:
補(bǔ)償位置 |
最大補(bǔ)償單位 |
最小補(bǔ)償單位 |
---|---|---|
三堂變變10kVI母線 |
20 |
0 |
三堂變變10kVII母線 |
20 |
0 |
界首變10kVII母線 |
20 |
0 |
細(xì)陽(yáng)變10kVII母線 |
20 |
0 |
細(xì)陽(yáng)變10kVI母線 |
20 |
0 |
東平變10kVI母線 |
20 |
0 |
東平變10kVII母線 |
20 |
0 |
東平變10kVIII母線 |
20 |
0 |
夏橋變10kV母線 |
20 |
0 |
龐營(yíng)變10kVI母線 |
20 |
0 |
龐營(yíng)變10kVII母線 |
20 |
0 |
臨泉變10kVII母線 |
20 |
0 |
胡集變10kV母線 |
20 |
0 |
泉北變10kVI母線 |
20 |
0 |
泉北變10kVII母線 |
20 |
0 |
宋集變10kVI母線 |
20 |
0 |
宋集變10kVII母線 |
20 |
0 |
河西變10kVI母線 |
20 |
0 |
河西變10kVII母線 |
20 |
0 |
潁西變10kVI母線 |
20 |
0 |
潁西變10kVII母線 |
20 |
0 |
阜南變10kVI母線 |
20 |
0 |
阜南變10kVII母線 |
20 |
0 |
黃崗變10kV母線 |
20 |
0 |
潁上變10kV母線 |
20 |
0 |
濟(jì)河變10IkV母線 |
20 |
0 |
濟(jì)河變10IIkV母線 |
20 |
0 |
* 其中最大補(bǔ)償單位,最小補(bǔ)償單位的基本單位為0.3MVar
計(jì)算所得的補(bǔ)償方案如下:
配置位置 |
建議增配電容(Mvar) |
建議增配電抗(Mvar) |
原配置電容(Mvar) |
原配置電抗(Mvar) |
補(bǔ)償前有功負(fù)荷(MW) |
補(bǔ)前無(wú)功負(fù)荷(Mvar) |
補(bǔ)后無(wú)功負(fù)荷(Mvar) |
河西變10kVI母線 |
3.6 |
0 |
7.2 |
0 |
12.2 |
4.4 |
0.8 |
細(xì)陽(yáng)變10kVI母線 |
1.8 |
0 |
0 |
0 |
11.7 |
3 |
1.2 |
細(xì)陽(yáng)變10kVII母線 |
1.2 |
0 |
3 |
0 |
11.7 |
3 |
1.8 |
潁上變10kV母線 |
3.6 |
0 |
2.52 |
0 |
11.1 |
3.7 |
0.1 |

責(zé)任編輯:售電衡衡
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