CN201518418U - 分布式在线电压无功控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种配电网无功补偿控制系统。一种分布式在线电压无功控制系统，含有作为现场控制级的N个变电站和地网区域管理系统，每个变电站的远动控制终端通过通信网络连接变电站主变压器测控装置和电容器测控装置，地网区域管理系统包括调度台和远动机房，其中AVC系统监视工作站、SCADA系统监视工作站、AVC系统服务器和SCADA系统工作站以及调度前置机通过以太网交互通讯连接，调度前置机通过通讯网络连接各变电站远动控制终端。本实用新型通过调度自动化SCADA系统采集全网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算，实现AVC设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压，实现主变分接开关调节次数最少和电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标。

Description

分布式在线电压无功控制系统
一、技术领域：本实用新型涉及一种配电网无功补偿控制系统，尤其是涉及一种分布式在线电压无功控制系统。
二、背景技术：目前能源短缺是世界性的问题，因此如何充分发掘现有资源和设备潜能，是促进能源合理利用、降低资源浪费的有效途径，而对于电力能源的输送和终端设备的使用管理，在目前的技术条件下，电网间的电能传输效率仍然较低，存在大量无谓的电力损耗，造成了巨大的能源浪费。
为此，2006年国家电网公司确定了“十一五”期间建设节约型社会的指导思想：以电网建设引导电源建设，引导可再生能源的发展；推进特高压电网建设，建设坚强的国家电网，提高资源配置效率；减少电网发展建设中的土地占用和原材料消耗；坚持科技创新，优化电网调度运行，提高电能质量，实现电网的低损耗传输；提高电气化水平，增加电力在终端能源消费中的比重；加强需求侧管理，推广应用先进节电技术，提高电能终端使用效率。
因此，切实提高电能质量、降低电网损耗，是实现电力企业效益最大化的重要措施之一。AVC系统(automaitc voltage control)作为目前国内电压无功控制方面比较新的技术，其研究主要分为以下几种：
1)基于变电站的电压无功控制装置(VQC装置)
目前市场上常用的VQC(Voltage Quality Control)电压无功控制装置基本上是以九区域图及其衍生图进行单厂站的电压无功控制。九区域图法直观明了，简单易行，可以在一定成度上解决单个变电站的电压合格率和功率因数。但是以九区域图法为基本策略的VQC装置为信息孤岛，同时也是控制孤岛，不能实现全网无功电压最优控制。在二级有载调压电网，会出现电压频繁调整，容易造成电压调节不合理现象或者设备无谓动作；由于每个变电所都必须安装无功电压控制装置，投资大，设备维护量显著增加。
2)主站端“集中分析集中控制AVC系统”
“集中分析集中控制AVC系统”只一套软件，通过调度自动化SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统采集全网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算，有载调压变压器分接开关调节、无功补偿设备投切控制指令，借助调度自动化系统自动执行。但此方案不能实现分布式AVC系统的功能，同时今后一旦上集控站系统，该技术方案就无法满足。
3)主站“基于多智能体技术的分布式AVC系统”
随着变电站综合自动化技术的发展，无人值班变电站已被广泛采用，为确保电网及无人值班变电站的有效运行，在电网调度的层次之下建立多个集控站，由集控站管理若干个无人值班变电站，使得原来站内值班人员所作的工作可由集控站人员来远方完成，因此电力系统运行管理模式逐步成为调度中心+多个集控站、调度管理与设备监视控制分离的模式。
由此，地区电网电压无功控制实际上是一个分级、分层的、复杂的分布式递阶优化控制问题，而基于多智能体技术的分布式AVC系统，使得软件上能实现逻辑上和物理上分散的系统并行、协调地求解问题，有效的解决。
三、实用新型内容：
本实用新型针对现有技术不足，提出一种分布式在线电压无功控制系统，通过调度自动化SCADA系统采集全网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算，实现AVC设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压，实现主变分接开关调节次数最少和电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标。
本实用新型所采用技术方案：
一种分布式在线电压无功控制系统，含有作为现场控制级的N个变电站，其中N为自然数，其中每个变电站含有远动控制终端和变压器、电容器，远动控制终端通过通信网络连接变电站主变压器测控装置和电容器测控装置，系统含有地网区域管理系统，所述地网区域管理系统包括调度台和远动机房，调度台含有AVC系统监视工作站和SCADA系统监视工作站，远动机房设有AVC系统服务器和SCADA系统工作站以及调度前置机，所述AVC系统监视工作站、SCADA系统监视工作站、AVC系统服务器和SCADA系统工作站以及调度前置机通过以太网交互通讯连接，其中调度前置机通过通讯网络连接各变电站远动控制终端。
所述的分布式在线电压无功控制系统，AVC系统与SCADA系统的接驳接口采用标准104\101通讯规约或TCP/IP通讯或者UDP报文通信或者直接调用SCADA系统动态链接库的通信方式等，由双方编制通讯进程进行数据交换。
所述的分布式在线电压无功控制系统，其特征是：系统采用多智能体技术架构，B/S与C/S架构相结合，可快速构建调度中心主站、集控站工作站、维护工作站、WEB发布工作站，多数据和多控制通道。
软件系统自动监测并显示电网中各变电站的运行情况，包括：变压器的运行状态，各侧母线电压；分接头档位；流经变压器的有功功率、无功功率和电流；变压器各侧开关状态；母线开关状态。电容器开关状态；进线开关状态以及有功、无功、电流。系统内嵌主网无功补偿优化规划模块，自动处理数据断面并存储，综合不同负荷需求和增长率，优化变电站无功补偿配置，实现科学合理地规划电网无功补偿，合理利用投资，同时提高调度效果，降低网损。
本实用新型的有益积极效果：
1、本实用新型分布式在线电压无功控制系统，使得电网调度自动化的水平跃上新的台阶，电网的运行从人工粗放式控制提高到自动闭环优化控制。依据“就地补偿，分层平衡”的AVC原则，根据电网实际负荷水平或负荷预测数据，综合考虑设备投资、降损及调压效果，优化计算各220kV、110kV及35kV变电所的并联电容器、并联电抗器的安装地点、安装容量和分组方式，最终形成有载调压变压器分接开关调节、AVC设备投切控制指令，通过SCADA系统自动执行，从而实现对电网内各变电所的有载调压装置和AVC设备的集中监视、集中管理、集中分析和集中控制，实现主变分接开关调节次数最少、电容器投切最合理、发电机无功出力最优、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标。
2、电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件，本实用新型分布式在线电压无功控制系统，直接从调度自动化系统中获取相关的历史数据和实时数据，进行合理的AVC优化以及在线闭环优化控制，提高了电力系统运行的稳定性和安全性，降低电能损耗，充分发挥电网经济运行效益。适用于调度+多集控站的地区电网分布式电压无功优化控制；电网电压无功分层分区分级优化控制；实现在线动态无功优化控制。
3、本实用新型分布式电压无功控制系统，有效的解决了调度考核管理与设备监视控制隶属不同部门的问题，在线动态无功优化控制的问题。系统采用多智能体技术架构，B/S与C/S架构相结合，可快速构建调度中心主站、集控站工作站、维护工作站、WEB发布工作站，多数据和多控制通道。系统内嵌主网无功补偿优化规划模块，自动处理数据断面并存储，综合不同负荷需求和增长率，优化变电站无功补偿配置，实现科学合理地规划电网无功补偿，同时提高调度效果，降低网损。
四、附图说明：
图1：本实用新型分布式电压无功控制系统架构图
图2：本实用新型AVC系统与SCADA系统接驳图
五、具体实施方式：
实施例：参见图1、图2。本实用新型分布式在线电压无功控制系统，含有作为现场控制级的N个变电站，其中N为自然数，其中每个变电站含有远动控制终端和变压器、电容器，所述远动控制终端通过通信网络连接变电站主变压器测控装置和电容器测控装置，其特征是：所述无功控制系统含有地网区域管理系统，所述地网区域管理系统包括调度台和远动机房，调度台含有AVC系统监视工作站和SCADA系统监视工作站，远动机房设有AVC系统服务器和SCADA系统工作站以及调度前置机，所述AVC系统监视工作站、SCADA系统监视工作站、AVC系统服务器和SCADA系统工作站以及调度前置机通过以太网交互通讯连接，其中调度前置机通过通讯网络连接各变电站远动控制终端。
AVC系统与SCADA系统的接驳接口采用标准104\101通讯规约或TCP/IP通讯或者UDP报文通信或者直接调用SCADA系统动态链接库的通信方式等，由双方编制通讯进程进行数据交换。系统采用多智能体技术架构，B/S与C/S架构相结合，可快速构建调度中心主站、集控站工作站、维护工作站、WEB发布工作站，多数据和多控制通道。系统通过运行管理程序自动监测并显示电网中各变电站的运行情况，包括：变压器的运行状态，各侧母线电压；分接头档位；流经变压器的有功功率、无功功率和电流；变压器各侧开关状态；母线开关状态；电容器开关状态；进线开关状态以及有功、无功、电流。
系统内嵌主网无功补偿优化规划模块，自动处理数据断面并存储，综合不同负荷需求和增长率，优化变电站无功补偿配置，实现科学合理地规划电网无功补偿，合理利用投资，同时提高调度效果，降低网损。
AVC系统投运以来，有效控制母线电压在合格范围内，提高了电压合格率。使调度值班人员从繁重的劳动中解放出来。闭环运行大幅度提高了电容器投入率，降损节电效果明显，方便且很好地实现了电网的经济运行；并且减少了有载调压变压器分接开关动作次数，提高了设备的使用寿命。人机界面友好，操作简便，安全可靠。

Claims (3)

1.一种分布式在线电压无功控制系统，含有作为现场控制级的N个变电站，其中N为自然数，其中每个变电站含有远动控制终端和变压器、电容器，所述远动控制终端通过通信网络连接变电站主变压器测控装置和电容器测控装置，其特征是：所述无功控制系统含有地网区域管理系统，所述地网区域管理系统包括调度台和远动机房，调度台含有AVC系统监视工作站和SCADA系统监视工作站，远动机房设有AVC系统服务器和SCADA系统工作站以及调度前置机，所述AVC系统监视工作站、SCADA系统监视工作站、AVC系统服务器和SCADA系统工作站以及调度前置机通过以太网交互通讯连接，其中调度前置机通过通讯网络连接各变电站远动控制终端。
2.根据权利要求1所述的分布式在线电压无功控制系统，其特征是：AVC系统与SCADA系统的接驳接口采用标准104\101通讯规约或TCP/IP通讯方式，或者采用UDP报文通信或直接调用SCADA系统动态链接库的通信方式。
3.根据权利要求1或2所述的分布式在线电压无功控制系统，其特征是：系统技术架构采用B/S与C/S架构相结合。
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