CN203180536U - 区域电网电压无功优化集成控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种区域电网电压无功优化集成控制系统，包括主站，所述主站连接多个子站；每个子站与其控制的变电站供电区域中的台变域优化设备、馈线域优化设备和变电站域优化设备相连接；变电站域优化设备与其所在的变电站供电区域内的馈线域优化设备相连，馈线域优化设备与其所在的馈电线路供电区域内的台变域优化设备相连。本实用新型采用信息及电网控制技术，按分层分区的总体思想，利用多样的无功补偿设备，优化区域电网在配电、用电过程中的无功潮流，实现无功就地平衡，降低线损，保证区域电网的经济运行，达到节能降损。本实用新型还采用调压手段稳定电网电压，消除低电压问题，提高电网电压调控能力，改善供电质量。

Description

区域电网电压无功优化集成控制系统

技术领域

本实用新型属于区域电网综合技术领域，具体涉及一种区域电网电压无功优化集成控制系统。

背景技术

为了加强区域电网电压无功优化控制，增强区域电网无功补偿和电压调控能力，近几年来，国家发改委、能源局、国网公司出台了《农村电网改造升级技术原则》、《关于综合治理农村“低电压”问题的工作意见》、《110kV及以下县级配电网无功优化补偿技术规范和典型应用模式》等多项文件，强调要采取多措并举，打组合拳的方式，从提升电网供电能力、增加调压手段、优化无功补偿、精益运行管理和需求侧管理、提高科技支撑能力等五个方面，提出综合治理解决措施。而现有的区域电网技术方案都是单一的进行无功补偿、调整电压或是滤除谐波，没有深入分析无功、电压、谐波三者关系及相互影响，这无异于“头痛医头脚痛医脚”既费财费力又解决不了实际电网复杂多变的问题。因此，研究一种使电压、无功集成优化，达到最好的电压质量和最佳的节能的集成控制系统是非常有必要的。

发明内容

针对上述现有区域电网存在的技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种区域电网电压无功优化集成控制系统，该系统在项目实施前，从整个系统的角度对电压和无功进行合理规划，避免优化设备安装的盲目性；能够实现无功优化和电压改善的综合治理功能，支持多种通信协议，支持具有通信功能的任何电力监测设备和优化设备的接入；该系统的实施是在原有电网的基础上进行改造或升级，大部分优化设备都具有嵌入式安装的特点，不但安装快捷、占地面积小，还能充分利用和发挥原有电网设备的作用。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术解决方案：

一种区域电网电压无功优化集成控制系统，包括主站，所述主站连接多个子站；每个子站与其控制的变电站域中的台变域优化设备、馈线域优化设备和变电站域优化设备相连接；变电站域优化设备与其所在的变电站供电区域内的馈线域优化设备相连，馈线域优化设备与其所在的馈电线路供电区域内的台变域优化设备相连。

本实用新型还包括如下其他技术特征：

所述主站与子站之间、子站与变电域优化设备之间的通信信道均采用光纤。

所述子站与馈线域优化设备以及与台变域优化设备之间的通信信道均采用GPRS。

所述台变域优化设备采用JP户外综合配电柜、数字式电压补偿装置或有源滤波装置。

所述馈线域优化设备采用DWK线路无功自动补偿装置、SVR馈线自动调压器、BSVR双向馈线自动调压器或者TVR晶闸管高压自动调压器。

所述变电站域优化设备采用SVQR调压式调无功变电站无功自动补偿装置、TCT型高压静止无功补偿及滤波装置、SVG高压静止无功发生器或者TAL高压无源滤波装置。

本实用新型采用先进的信息技术、电网控制技术，按照分层分区的总体思想，利用先进多样的无功补偿设备，优化区域电网在配电、用电过程中的无功潮流，实现无功就地平衡，降低线损，保证区域电网的优质经济运行，达到节能降损的目的；同时，本实用新型还采用调压手段稳定电网电压，消除“低电压”问题，提高电网电压调控能力，改善供电质量。

附图说明

图1是区域电网的结构组成图。

图2是区域电网电压无功优化集成控制系统的结构示意图。

图3是本实用新型进行配电网优化的流程图。

下面结合附图和实施方式对本实用新型做进一步说明。

具体实施方式

参见图1，一个供电公司所辖的供电区域，一般由多个变电站供电区域（简称：变电站域）组成，每个变电站域又包含多个馈电线路供电区域（简称：馈线域），一个馈线域包含多个台变供电区域（简称：台变域）。

参见图2，本实用新型的区域电网电压无功优化集成控制系统，包括主站（区域电压无功优化监控管理中心），所述主站连接多个子站（变电站域电压无功优化监控管理中心）对其进行控制，主站连接控制的子站个数不超过400个；每个子站控制一个变电站供电区域，每个子站与其控制的变电站域中的台变域优化设备、馈线域优化设备和变电站域优化设备相连接；变电站域优化设备与其所在的变电站供电区域内的馈线域优化设备相连，馈线域优化设备与其所在的馈电线路供电区域内的台变域优化设备相连；主站与子站之间的通信信道采用光纤；子站与变电域优化设备之间的通信信道采用光纤；子站与馈线域优化设备以及与台变域优化设备之间的通信信道均采用GPRS。

主站、子站均采用服务器。主站采用潮流分析和辅助决策软件，对整个系统的电压、无功进行科学合理规划，给出优化设备的最佳类型、容量和安装位置；并负责各变电站子站监控管理中心的数据汇总。子站负责本域内所有优化设备的监控管理及协调控制，保证本域内电压无功分层就地平衡，并向主站反馈该变电站域的电压无功运行情况及各种运行数据。台变域优化设备、馈线域优化设备、变电站域优化设备用于自动跟踪负荷变化，就地实现安装点的无功功率平衡及电压的稳定控制。

参见图3，本实用新型以电网电压无功优化为核心目的，提供绘图、建模、计算、数据接收、统计分析的算法、工具，可完成配网建模、潮流、线损计算与优化分析、优化方案制订等功能，通过“分散补偿”、“集中补偿”、“电压调节”、“配变调整”及“导线调整”等多种措施进行电网电压无功优化。同时系统与安装的优化设备紧密配合，通过接收各个优化设备上传的运行数据，实现对区域内所有电压无功优化设备运行情况的实时监控，并对实际优化效果进行分析和评估。

台变域优化设备、馈线域优化设备、变电站域优化设备的选配应综合考虑供电区域的实际情况、负荷特性、存在的电能质量问题、未来发展规划等多方面因素，同时，优化设备还应具有就地自动控制的功能、数据远传的功能，方便接入系统。

台变域优化设备的选配方案如下：

（1）在供电半径较短、负荷轻的中压馈线域或容量在100kVA以上的台变域，建议采用JP户外综合配电柜，该配电柜的电容器有接触器、晶闸管开关、复合开关等多种投切方式供用户选择。

（2）在供电半径长，线径较细，线路后段所带用户数量不多、“低电压”问题较为严重的低压线路，选择合适位置安装数字式电压补偿装置，提升客户端供电电压质量。

（3）对于负荷谐波含量较高，谐波电压或谐波电流超过国标的台变域，宜采用有源滤波装置，该装置可安装在JP柜旁，或者直接安装在谐波源附近。

馈线域优化设备的选配方案如下：

（1）对于供电半径较长、负荷重且无功电流大的中压馈线域，可选用自动分组投切的DWK线路无功自动补偿装置。

（2）对于电压波动大或压降大的辐射型线路，宜采用SVR馈线自动调压器。

（3）对于含有小水电等能源并网的线路，宜采用BSVR双向馈线自动调压器；对于供电半径长且电压变化较为剧烈的线路，宜采用TVR晶闸管高压自动调压器。

变电站域优化设备的选配方案如下：

（1）对于一般的变电站，存在负荷波动，但不是非常剧烈时，宜采用SVQR调压式调无功变电站无功自动补偿装置，该装置特别适合原有TBB老站改造，只需在传统无功补偿装置的断路器和电容器组之间串联一台调压器，并在主控室内增加一套控制屏，即可将原有一级手动投切补偿装置改造成具有9级精细无功调节功能的自动补偿装置。

（2）对于相对重要的变电站，或主要负载为冲击性负荷的变电站，宜采用TCT型高压静止无功补偿及滤波装置（SVC），该装置能够动态平滑的改变无功补偿容量，提高电网的电压稳定能力，实现变电站无功潮流的最优控制。如果变电站只需要进行动态无功补偿而不考虑滤波时，且原有变电站电容器装置容量足够，只增添TCT型可调电抗器支路，就可以完成变电站补偿的升级改造。

（3）对于新建或扩建变电站，条件允许时可直接采用SVG高压静止无功发生器，这是目前国际上最先进的无功补偿技术，可以快速、连续、平滑地调节输出无功，且可实现无功的感性与容性双向调节，补偿后的功率因数一般在0.98以上。

（4）在谐波超出国家标准、负荷波动小的变电站，宜采用TAL高压无源滤波装置，该装置在基波下提供无功功率，同时吸收谐波源产生的谐波，起到净化电网的作用。该装置性价比高。

（5）在无功功率已经就地平衡，母线电压不合格时，宜首先考虑调整主变分接头。对于35kV变电站主变不具备调节分接头功能时，可在主变前加装35kV SVR馈线自动调压器进行调节；当某条专线用户负荷较重时，可选择在变电站母线出线侧直接安装调压器，提高专线的输送电压，但不会对其他合格馈线产生影响。

区域电网电压无功优化监控管理软件按业务功能可划分为配电网建模、潮流计算及网损分析、辅助决策及优化方案、采集数据接收、设备监控及优化评估五个模块。该系统软件进行配电网优化的具体流程见图3所示。该软件不仅可从理论上计算电网中有功潮流、无功潮流、电压的分布情况，也可动态显示电网中各监测点的实际数据信息，并协调区域内所有优化设备的运行，实现对电网的最佳优化效果，保证整个区域内的供电质量（电压、无功分布）达到最优。当实际优化效果不佳，达不到要求时，还可以进一步分析原因，对优化方案进行修正和调整（可采取调整设备运行参数、增加优化设备或者调整设备容量、安装点等方法），从而实现区域电网电压无功优化的最终目标。

本实用新型应用于区域电网综合治理领域，按照分层分区的总体思想，利用多种无功补偿设备和调压设备相结合的方式实现区域电网的控制及无功优化，解决“低电压”问题，提高电网电压调控能力，保证区域电网的优质经济运行，达到节能降损的目的。

Claims (6)

1.一种区域电网电压无功优化集成控制系统，其特征在于，包括主站，所述主站连接多个子站；每个子站与其控制的变电站供电区域中的台变域优化设备、馈线域优化设备和变电站域优化设备相连接；变电站域优化设备与其所在的变电站供电区域内的馈线域优化设备相连，馈线域优化设备与其所在的馈电线路供电区域内的台变域优化设备相连。

2.如权利要求1所述的区域电网电压无功优化集成控制系统，其特征在于，所述主站与子站之间、子站与变电域优化设备之间的通信信道均采用光纤。

3.如权利要求1所述的区域电网电压无功优化集成控制系统，其特征在于，所述子站与馈线域优化设备以及与台变域优化设备之间的通信信道均采用GPRS。

4.如权利要求1所述的区域电网电压无功优化集成控制系统，其特征在于，所述台变域优化设备采用JP户外综合配电柜、数字式电压补偿装置或者有源滤波装置。

5.如权利要求1所述的区域电网电压无功优化集成控制系统，其特征在于，所述馈线域优化设备采用DWK线路无功自动补偿装置、SVR馈线自动调压器、BSVR双向馈线自动调压器或者TVR晶闸管高压自动调压器。

6.如权利要求1所述的区域电网电压无功优化集成控制系统，其特征在于，所述变电站域优化设备采用SVQR调压式调无功变电站无功自动补偿装置、TCT型高压静止无功补偿及滤波装置、SVG高压静止无功发生器或者TAL高压无源滤波装置。

Images