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基于SCADA的地區級電網VQC程序設計
更新時間:2019-10-02 發布:www.hewvub.icu

摘 要:電網的電壓控制和無功優化是提高電壓及格率,下降網損,提高系統穩定性的有用手段。基于SCADA的地域級電網VQC法式是在現有裝備根蒂根基上,經由過程編制軟件實現的一種無功優化和電壓控制方式。以一個地域級電網VQC法式設計為例,對區域電網VQC的控制原則進行了具體探討,并對其實用化提出了一些處置方式。
  關頭詞:電網;電壓無功優化;集中控制
  Abstract:Voltagecontrolandreactivepoweroptimizationareeffectivemeanstoincreaserateofqualifiedvoltage,reducegridlosses,andimprovethesystemstability.TheSCADAbasedvoltagequalificationcontrol(VQC)programfordistrictnetworkisareactivepoweroptimizationandvoltagecontrolmethodbasedonexistingequipmentandrealizedthroughprogrammedsoftware.Usingadistrictnetworkasanexample,thispaperdiscussescontrolstrategyofdistrictnetworkVQCandproposessomeapplicabletreatmentmethods.
  Keywords:powernetwork;voltagereactivepoweroptimization;centralizedcontrol
0引言
  近年來,負荷曲線峰谷差逐漸加年夜,電壓與無功的調理很頻仍,若是全數由值班人員進行,不僅年夜量增加值班人員的工作量,而且很難做到調理的實時性;對于無人值班變電站,人工調理顯得更為堅苦。
  研究人員憑據等網損微增率提出了許多電網的無功優化算法,但由于工程復雜,這一典型問題的解決始終未能盡如人意。現在,年夜大都工作都是經由過程投切電容器和調理有載變壓器分接頭,到達使流經主變壓器的無功潮水盡量小和二次側母線電壓盡量維持在期看電壓值四周的目的。近年來,單一變電站的電壓無功控制(VQC)技術逐漸成熟,已年夜量地運用到現實電力系統中。這一裝配雖然解決了在一個變電站內的電壓無功優化控制,但由于其僅僅收集一個變電站的運行參數,不能實現對全網范圍內各變電站的電容器和有載調壓變壓器分接檔位進行綜合斟酌協調控制,而且若是每一個變電站都安裝VQC,勢必年夜量增加投資。今朝SCADA已穩定運行多年,為全網VQC的開發提供了優秀的根蒂根基;而且EMS系統中的電網無功優化模塊部門功能還不完善,執行策略中還存在一些自相矛盾的問題。是以,有需要研發一套基于電力系統已有裝備的無功電壓優化控制軟件。1基于SCADA的地域級電網VQC
1.1實現條件
  這是一個設想在地域級電網范圍內實現的全網VQC,它依然依據著名的九區圖原理,只是更多地斟酌電力系統無功電壓調理的內在聯系關系性和各變電站之間的相互影響。
  全網VQC能在地域級電網實現是由地域級電網自身特點決議的。以滄州電網為例,首先沒有年夜的發電廠,不觸及發機電無功出力控制,這就使得調理手段簡單;其次,110kV變電站以220kV變電站為中心,形成相對自力的供電小區,系統結構比力簡單;最后,調劑SCADA、EMS系統已穩定運行多年,變電站中綜合自動化站據有相當比例,具有了實現全網VQC的硬件條件。
1.2法式設計整體思緒
  本法式以全網網損盡量小、各節點電壓及格為方針,以集控中心(調劑中心)為焦點,以各變電站有載調壓變壓器分接檔位調理與電容器投切協調控制為手段。即哄騙調劑SCADA收集到的變電站主變高中低三側有功、無功、電壓、電流、有載調壓主變分頭位置和主變三側開關、母聯開關、電容器開關的遠信值,計較功率因數cosφ,判斷運行方式、主變壓器和電容器狀態,然后依照給定的電壓曲線和功率因數控制值對變壓器分頭、電容器組形成相關指令,經由過程遠動裝配自動調理,或形成執行策略表,經由過程在主站端手動遠控,從而實現控制方針,并盡量削減調理次數。
1.3主法式流程
  主法式流程圖見圖1。  a.從“法式啟動”到“讀控制定值”主要實現量測數據監測、不良數據檢測、狀態監視、閉鎖告警、讀取控制定值、啟動焦點分析模塊等功能。
  b.“電容分析模塊”和“電壓分析模塊”和“運行方式判斷模塊”是本法式的焦點模塊,下文將仔細分析。
  c.執行策略表將把分析獲得的電容器投退和主變分接頭調理成效列表給出,形成相關操作指令,但其實不出口執行。
  d.EMS潮水返校是哄騙能量經管系統的“調劑員潮水”功能進步前輩行模擬操作,成效準確后再出口執行。
1.4主要功能
  a.全網電壓和全網無功的在線監視、計較、調整,提高電力系統電壓及格率,盡最年夜可能知足無功就地平衡。
  b.集中自動控制。無需值班人員干涉干與,知足無人值守站的要求,實現“四遠”功能。
  c.操作經管。法式每次操作飭令發出后,都有控制操作的記實,保留分析。
  d.每一個變電站憑據分歧季節分歧時段有分歧的電壓曲線和功率因數控制值。
  e.系統采用了開放散布式結構,易于擴充和升級。
  f.系統軟件具有在線線損計較功能,能夠保留調整前后潮水斷面和線損計較成效,進行電力系統分析。
  g.用戶可以選擇控制模式:模擬控制模式或現實控制模式,人工干與模式或自動控制模式。可以選擇控制區域:全地域或個體供電小區。
  h.完善的運行方式判別功能。
  i.完善的閉鎖功能。
  j.系統具有優秀的可維護性:友好細致的輸進輸出界面參數輸進維護界面,和各類成效的輸出報表。2焦點法式模塊及其控制原則
2.1運行方式判別模塊
  其法式流程圖如圖2所示。
  本模塊對運行方式判別能力的凹凸對VQC的實用化相當重要。其憑據變電站內主變高中低壓三側受總開關、高中低壓母線母聯開關的狀態判斷主變的運行方式。正常運行方式包括:高壓側并列、割裂運行,中壓側并列、割裂運行,低壓側并列、割裂運行;斟酌了某一段母線退出運行或經由過程母聯由另外一主變供電的特殊方式。主變割裂運行方式,應判別各段母線劃分由哪一臺主變供電。以上的判斷成效都置響應記實,以備“電壓分析模塊”和“電容分析模塊”挪用。本模塊主要運用于地域級典型變電站接線方式。
2.2電壓分析模塊
  本模塊采用“逆調壓”原則。在電壓及格范圍內,高峰負荷時電壓偏上限運行,低谷負荷時電壓偏下限運行。若是電網無功潮水合理,當某變電站低壓側母線電壓偏離及格范圍時,分析同電源同電壓品級變電站和上級變電站電壓情況,自行決議是調理本站主變分接頭仍是調理上級電源變電站主變分接頭。斟酌了220kV站110kV母線電壓調整對該供電區各110kV站母線電壓的影響。電容器組投切后對電壓的變化量ΔU用以下經驗公式計較:
  ΔU=Q/Sd×U
式中ΔU——電壓變化量;
  Q——投進電容量;
  Sd——母線短路容量;
  U——運行電壓近似計較。
  主變并列運行時分接頭的調理要聯調,并斟酌變壓器有載調壓步長紛歧致時的相互配合問題。從參數收集上避免振蕩調理和越限調理,并保證動作次數最少。分析計較時,斟酌主變分接頭是否為有載。當功率因數及格、電壓不及格時,若是投進電容器能到達要求,優先斟酌投電容器,斟酌沖擊負荷對變電站母線電壓的影響,斟酌因閉鎖操作或操作失敗致使計較成效與執行成效紛歧致的情況。110kV變電站調整電壓時兼顧中壓側和低壓側電壓情況,如2組電壓調整發生矛盾時,則首先保證低壓側的電壓及格率。220kV變電站調整電壓時兼顧中壓側和低壓側電壓情況,如2組電壓調整發生矛盾時,則首先保證中壓側的電壓及格率。可將肆意一臺變壓器的調壓控制設置為自動控制方式或手動控制方式。主變分接頭天天調理次數不年夜于劃定次數。若是主變分接頭調到死點,電壓仍不及格,則斟酌投進或切除電容器組,即遵循電壓優先的原則。
2.3電容分析模塊
  若是電壓在及格范圍內,本模塊先斟酌本變電站內無功潮水是否合理,再斟酌同級電網內無功潮水是否合理,在不向上一級電網倒送無功的條件下,允許同級電網內變電站之間部門無功倒送。無功分析首先從110kV站起頭,分析220kV站時斟酌本供電區內110kV站的電容器投切情況。當電容器組串以不等百分電抗值的電抗器時,系統可以憑據年夜小電抗器搭配的需要,自動肯定投切順序,并在此根蒂根基上實行輪回投切。當肆意一組或幾組電容器退出自動控制方式時,本模塊仍能依照年夜小電抗器搭配的需要,自動肯定新的投切順序,并在此根蒂根基上實行輪回投切。當運行中某組電容器故障跳閘時,本模塊將憑據年夜小電抗器搭配的需要,自動肯定是否需要切除其他電容器。除有投切順序的電容器組外,其余電容器組本著輪換投切,先投先切,后投后切的原則投切,投切的時間距離不小于劃定時間,天天投切次數不跨越劃定次數。可將肆意一組電容器的投切控制設置為自動控制方式或手動控制方式。對于主變中、低壓側都有電容器組的情況,要斟酌無功功率的分配情況,使中、低壓側無功功率到達最優分配。220kV站盡量使110kV母線無功平衡分配。并列運行母線可以按統一條母線進行電容器組的投切。為求準確性,將要投切電容器的現實無功量不用電容器標稱電容量,而由下式計較:現實無功量=(電容器所在母線現實電壓/電容器標稱電壓)2×電容器額定容量。3系統實用化處置
  本系統不是進行全網潮水計較,而是試圖建立合適全網網損盡量小,電壓及格率盡量高的優化及控制判斷劃定規矩。為保證操作指令在響應的元件中靠得住地執行,本系統十分注重處置好與原來的調劑自動化系統的數據、指令接口問題。
3.1系統設置的參數
  本系統的控制參數整定和上下限值整定十分利便靈活,具體參數設置項目有:變電站表(序號、變電站名、所屬區域、上行通道狀態、下行通道狀態),母線表(電壓范圍、短路容量、[WTBX]K[WTBZ]值表、調整前后電壓現實值和計較值、電壓歷史曲線、接地告警、時間),開關刀閘表(遠信情況、人工置位、時間),變壓器表(參數、量測、功率因數控制值和計較值、繞組消耗、時間),電容器表(參數、量測、時間),分接頭表,線路表(參數、量測、功率因數、消耗、時間),峰谷表,丈量信息表,遠測計較表,遠信計較表等。
3.2自閉鎖功能
  平安性若何是VQC能否用于現實的關頭,本系統具有以下自閉鎖功能:
  a.中壓側或低壓側母線電壓低于額定電壓的75%或高于標稱電壓的120時,閉鎖該站所有操作。
  b.中壓側或低壓側母線三相電壓不服衡,有接地故障時,不進行電容器的投切操作。
  c.變壓器的高壓側電流年夜于額定電流時,不進行主變調壓操作。
  d.變壓器故障跳閘時和本體或調壓輕瓦斯動作時,閉鎖所有操作。
  e.變壓器有載調壓裝配泛起連調故障時閉鎖調檔指令并報警。
  f.當變壓器并列運行,泛起分頭分歧步時,閉鎖調壓操作并報警。
  g.主變分接頭檔位動作次數到達當天限值或總次數到達限值時,閉鎖調壓操作。
  h.電容器動作次數到達當天限值,閉鎖電容器投切操作。
  i.電容器庇護跳閘時,閉鎖跳閘電容器的投切操作。
  j.系統發出電容器投切或變壓器調壓指令后,被控裝備未完成預期的操作,則閉鎖該裝備的操作并報警。
  k.系統自檢異常時閉鎖所有操作并報警。
  l.在劃定時間距離內(可設),對統一控制對象發出相反的操作指令時閉鎖操作。
  m.控制對象處于停運或檢修狀態時閉鎖響應裝備的操作。
  n.信息通道或遠動裝配故障,閉鎖該站所有操作。
  本系統還具有完善的系統數據收集(包括不良數據的監測)、圖形系統、報表工具等功能。5結論
  全網VQC軟件對無功電壓優化與控制實現了從離線處置到實時處置,從就地平衡到全網平衡,從零丁控制到集中控制,優化進程不依賴于無功潮水計較,控制進程無需增加任何硬件裝備,使系統軟件具有實用性和靠得住性。

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