基于调度自动化系统的无功优化实用探讨

【摘要】伴随当前我国国民经济的快速发展以及人民生活水平的迅猛提高，对于国内电力工业的增长方式也提出了更为严格的要求，因此需要从重视增加数目以及规模逐渐转变为重视提高质量以及效率。特别是在电网与厂网分开之后，对于电网其本书呢的经济运行调度管理问题也逐渐凸显，在正常运行条件下的电能质量、电压质量以及降低网损逐渐成为了电网公司的核心任务。

【关键词】电力系统；无功优化；调度自动化

1、引言

在电网公司中的无功优化（RPO），是当前电力系统运行中实现无功功率的最优控制，能够更好地确保运行电压的质量。最终以有效改善电压运行质量与降低网损作为根本目标，构建成为一个依据于电网调度自动化（SCADA）平台而运行的无功优化系统。为了能够切实实际无功优化系统的基本要求，从电力工程应用的角度上进行分析，笔者在研究和分析了系统结构、控制手段、设备动作等解决方案之后。最后运用原对偶内点方法对其中某地区的232节点实际电网进行了有针对性的优化计算，其结果证明，运行电压的质量改善以及网损降低是完全可以实现的。

2、无功优化系统的有效解决方案

时间电力系统的运行过程中，无功优化的核心目标则是有效地改善电压运行质量，从而显著降低了全网的网损程度，以期能够显著提高电网的安全、稳定运行水平。目前对于一个较为特定的电力系统而言，既存在着无功优化系统构架故障，同时又有继续进一步明确的设备调节原则性问题。所以，为了进一步开发能够切实满足具体需要的无功优化系统，我们还有必要从电力系统的应用角度上出发，分析和研究各种实际类问题，最终还能够给出与之对应的解决方案。

2.1无功优化系统的优化结构 在电力系统的无功优化计算之前，工作人员需要首先调用SCADA数据库中的实时数据以及网架基础数值，已经经过处理并且最终转换成为所需要格式的数据，下一步再传到RPO中的SQL数据库内部，在RPO完全计算完毕之后，就能够最终得到优化之后的潮流数据，并且能够具体明确设备的优化控制运行方案，这样帮助调度员对运行情况一目了然，进行简单、快捷地操作。

2.2运行电压越限了检测模块 该检测模块则是RPO系统中最为基本、最为关键的控制模块，它能够分析和判断节点的电压越限与否，还是RPO系统计算的基本前提。假如无电压的越限存在，则是否进行电力系统的无功优化，就需要视其优化的安全经济效益而最终确定，在电力系统的无功优化装置调节费用一般等于甚至是超过RPO系统的降损收益，那么这种情况下则无需进行任何优化控制，并且仅仅频繁调整其电网运行的状态，这样并不益于电网的安全稳定运行，同时还将也会严重缩短设备的使用寿命。

2.3无功优化以及控制命令的形成模块 在电力系统中的无功优化模块，一般为RPO系统运行中的核心功能模块。其通过实时状态能够分析和估计并取得运行的初始状态，可以周期性启动、事件性启动或者为调度员的人工启动，最终进行科学的无功优化分析与计算，并且进一步给出电力系统的优化控制方案，全面实施开环或者闭环的控制方案。经过了无功优化模块的分析与计算，给出电力系统的控制性命令，这其中包括：电力系统发电厂的高压母线端电压数值；变电站中有载主变分接头的档位数值；电容器设备的投切组数等。电力系统中无功优化的根本目标就是确保电压运行合格，且保证合格率要大于96%，这样才能够更好地确保供电质量。

3、何为无功优化呢

在电力系统运行过程中，无功优化（RPO）则是能够保证系统运行安全、运行经济性的一项必要手段，同时其也是有效降低电力系统网损、显著提高电压运行质量的关键措施。所以，无功优化问题的分析和研究，既具有理论性意义，同时还具有实际性的应用价值。在电力系统运行中，电压为电能的关键质量衡量指标，而电压质量对于电网运行的安全性和经济性非常必要，对于有效确保用户的安全生产以及产品质量具有着无比重要的作用。比如电力系统中的运行电压波动太大，一方面将直接地影响了广大用户的电器设备的使用质量，而从另一方面上讲，也将非常严重地影响了整个电力系统的安全和稳定性运行，甚至还将会造成电力系统运行的崩塌，酿成异常严重的电网事故。所以目前电力系统中的电压无功优化，特别是区域电压的无功优化，将逐渐获得了更多的重视。何为电力系统的无功电压优化呢？其也就是指在真正满足各种电力运行约束条件的前提下，使用尽可能少的无功功率投入或者是尽量少的无功补偿装置投资来最终达到最大程度提高电压的质量、保证系统的安全稳定性、显著降低网损等最终目的。电力系统运行中无功电压优化问题还可以分为规划优化以及运行控制优化两大类；这其中电力系统的规划优化，则是指优化无功补偿设备的设备安装位置、运行类型、电力设备容量，以期能够达到有效减少投资费用与降低网损的根本目的；电力系统的运行控制优化，则是指在已经具有无功补偿装置的前提下，依据实际系统运行中的负荷、潮流以及电压变化，依照事先预定好的无功电压优化方案，科学地调整无功补偿设备的投切以及主变压器分接头的档位，以期能够达到运行的电压合格、潮流分布合理、网损最小、运行花费最少的根本目的。

4、RPO系统的实现

4.1系统的控制方式 电力系统运行中存在着开环控制与闭环控制这两种主要运行方式。在电力系统的开环控制前提下，电力系统给出了相应的优化方案，仅供调度工作人员分析和参考，调度人员需要依据调度运行的成功经验，在优化方案的前提下进行人工控制，在整个过程中需要调度人员的人工操作。在经过了一段时间的开环运行后，假如电力系统工作运行正常，才能够转入到闭环控制运行。在给出了优化方案之后，调度人员直接下达有关SCADA的执行命令，全部过程中则不需要电力系统调度人员随意干预。

4.2变量处理与算法选择 本文中笔者将离散变量看做为连续的变量进行处理，在电力系统优化之后所获得的结果就能够接近规整，其次再转换成为相应的分接头档位：依据优化最终所得的无功补偿装置的补偿容量计算有关的电容器投切组数。

4.3运行设备的动作次序方案 在调节变压器变设备比优化无功以及动作无功补偿装置的优化无功本质是根本不同的，因为改变变压器装置分接开关自身并不能够产生无功，其只是将无功功率的缺额转移到另外电网上，那么才能够变更无功的分布情况，所以在电网无功缺乏的条件下调整变压器装置有载分接头，将有可能使主电网运行的电压严重下降而最终造成电压崩溃。因此电力系统运行中的无功不足、电压过低之时，应当优先投入电力系统的无功功率电源，其次再进一步考虑调节变压器装置的分接头。

5、结束语

以有效提高电力系统的电压质量与降低网损作为根本目标，而构建了一个相对比较完整的依据调度自动化平台运行的无功优化制度，依据着实际的无功优化系统需求，从电力系统应用的层面上分析和研究了系统结构、控制方案、设备动作等解决方式；依据提出的实用优化方案而运用原对偶内点法来解决无功优化的问题，那么某实际电网运行的优化结果就可以表明，电网电压的质量提高以及系统网损的降低是能够实现的。

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