配电网内涵节电方法之无功优化

摘 要：降低配电网的电能损耗是整个电网降损工作的重要一环，该文主要对配电网内涵节电方法之无功优化进行阐述，系统性提出配电网无功优化一揽子解决方案。

关键词：内涵节电 无功优化 IEC61970/61968 仿真决策

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-01

电力行业作为国民经济重要支柱，其自身损耗问题较为突出，其中配电网点多面广，结构复杂，负荷性质多样，负荷变化波动大，配电网的损耗约占总损耗的43%。因此，配电网节电工作势在必行。

1 内涵节电与无功优化

配电网节电应从实际情况出发，认真搞好电网规划建设、调整网络布局、调整运行电压、优化供电方式、更换导线、更换变压器、优化无功设备和平衡三相负荷等。其中，不需要投资或较少投资的网优类的方法（内涵节电）产生的效果明显，投资小，回收快，效益显著。无功优化是其中最典型的一种。

2 IEC61970/61968 CIM模型

进行无功优化，需要构建配电网真实模型，一般通过获取静态模型和运行数据，进行网络拓扑和状态估计而得到。

基于IEC61970/61968 标准的CIM配电网模型，表示了电力企业运行各个方面建立模型通常所需的所有主要对象，CIM模型包含这些对象的公有类和属性，以及它们之间的关系。CIM模型文件采用可扩展的标记语言XML，XML是不同系统之间的数据接口标准，是所有信息的中间层表示，可解决信息表示、关联的统一，实现跨平台、跨操作系统的信息交互。

在第三方提供CIMXML文件的情况下，优先采用对第三方系统提供的CIMXML文件进行读取和解析。在实际应用过程中，当第三方系统对电网静态模型进行维护，导出新的CIMXML文件后，应立即执行解析和存库操作。

在实现CIMXML文件级数据交换的基础上，实现符合IEC 61970/61968标准的CIS接口，不管第三方系统内部的数据模式是否完全符合标准，不需要关心数据信息在第三方系统中的存储方式，通过CIS接口就可以进行运行数据的获取。

基于IEC61970/61968标准的互操作应用日益广泛，目前已经实现与EMS、DMS、PMS和GIS等系统的交互应用[1]，该模式代表未来主流方向，是实现数据共享、互联互通的关键内容，能够有效保护用户资源。

3 无功优化规划

无功优化规划是保证电网规划时“保证在各种情况下电网的供电连续性”这一目标得以实现以及提高电网运行质量、降低网损的重要步骤[2]。

进行无功优化规划时，优先采用自下而上的顺序，在对高电压等级电网规划时，应计及下级电网的补偿效果。通过以网损最小为目标，考虑各变量的约束条件，综合考虑各种典型负荷水平下的补偿需求，对配电网的无功补偿提出配置规划决策方案。

4 无功优化控制

无功优化控制包括35 kV及以上电压等级的主网部分（主网AVC）和10 kV及以下电压等级的配网部分（配网DAVC）。

主网AVC和配网AVC独立运行，通过主配联调模块进行协调优化控制，实现变电站、馈线和台区三级自动无功电压协调控制，达到全配电网无功电压 “优化协调，分层控制，效益最大化”[2]。

主网AVC通过调度SCADA系统采集数据进行优化计算，得出变压器分接头与电容电抗器的控制指令，借助SCADA系统通道自动执行。

配网DAVC通过DMS系统采集数据进行优化计算，得出控制指令并对配网相关无功电压设备进行控制。目前国内配网自动化普遍未建立健全，可通过APN专网通信，由服务器直接与终端设备建立通信。

考虑10 kV及以下电网的设备特性及运行特征，配网DAVC一般将电压和无功进行解耦优化与协调控制，首先保证无功就地平衡，然后进行经济运行电压的优化计算和自动调节，先无功后电压，无功优化时考虑对电压的影响，电压优化时考虑对无功的平衡，实现基于电压合格基础之上的电压经济、无功平衡与降低损耗，同时稳定

电压。

5 低压无功三相不平衡优化

低压配电系统大都采用三相四线制，由于单相负载的不平衡性、用电的不同时性等原因，造成三相不平衡，中线上出现不平衡电流，不仅增加损耗、降低效率，还会引起负荷端电压中性点的漂移。

通过叠加原理和对称分量法，通过负荷的Y-Δ变换，得到低压不平衡电流的全电容补偿方法，借助全无功随器自动补偿设备对配变低压侧三相无功不平衡进行补偿，可以消除因无功负荷不平衡带来的配电网损耗。

6 无功设备管理维护

通过调查了解，配电网无功设备管理与维护存在较多问题，除了部分设备长期处于闲置状态以外，投运的设备损坏率也较高，“年年栽树，不见森林”。经过分析，主要问题包括接线不规范、取样倍率不准确、运行电压不匹配、接地不规范、人员观念误区和组织管理薄弱等几个

方面。

无功设备的管理维护，可以通过软件系统进行统一管理，通过APN专网进行通讯，通过实时掌握设备运行状态，建立异常预警机制，及时消除无功设备的隐患，保证设备正常运行。

7 仿真决策

配电网经济运行的指标是网损，通过的实时计算和离线计算，为分析提供大量可靠的基础数据，通过报表和曲线的形式进行对比和分析，方便地找出影响网损的敏感点、网损的高损对象和高损运行方式等，在此基础之上，可以继续进行仿真

决策。

仿真决策实现“所见即所得”，依据SVG图形标准，实现电网图形的共享和使用，通过直接在电网SVG图形上进行人工模拟操作，通过计算和比较，实现对电网运行方式调整或电网设备改造等降损措施的

决策。

8 结语

配电网节电工作非常重要，采用系统性的思路，秉持“全局统筹、逐步实施”的原则，先软后硬，开展无功优化规划、控制、评估分析以及无功设备管理维护工作，涵盖规划、优化、操作、评估和管理等各个阶段，在不增加电网投资或较少投资的基础上，实现系统的、整体的和巨大的

节约。

参考文献

[1] 崔巍，史永，孙兵.基于IEC61970／61968电网模型构建和整合[J].电力系统保护与控制，2011（17）：71-74.

[2] 白建华.无功规划与电压无功自动控制.北京电力高等专科学校学报[J].自然科学版，2012，29（11）：319.