電力專業(yè)論文發(fā)表配電網(wǎng)電壓系統(tǒng)管理研究

　　這篇電力專業(yè)論文發(fā)表了配電網(wǎng)電壓系統(tǒng)管理研究，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平質(zhì)量的提高，國家對電壓質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格，供電電壓的合格、穩(wěn)定、安全是電力監(jiān)管的主要目標(biāo)。論文對新疆某地區(qū)電壓檢測系統(tǒng)分別進(jìn)行了分析。

　　摘要：為了消除低電壓導(dǎo)致的問題，國家決定實施新一輪的智能電網(wǎng)的升級改造，當(dāng)前新疆電網(wǎng)已實現(xiàn)了供電電壓和變電站側(cè)電壓數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計，然而兩套獨立的系統(tǒng)的兼容性并不好，不能滿足管理的需要，導(dǎo)致管理的供電電壓水平比較低?；诖朔N情況，對新疆電網(wǎng)供電電壓進(jìn)行了研究，通過提出的“十一域圖”控制系統(tǒng)分析電網(wǎng)變電站側(cè)、配網(wǎng)臺區(qū)、用戶側(cè)電壓的全過程，使供電電壓合格率得到了提高，驗證了此策略的可行性。

　　關(guān)鍵詞：電力專業(yè)論文發(fā)表,低電壓,電網(wǎng)變電站,電壓合格率

　　引言

　　政府對供電電壓質(zhì)量、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析分析等方面的檢查頻度和力度逐年在增大，在國家電監(jiān)會《年供電監(jiān)管報告》中多次強(qiáng)調(diào)供電質(zhì)量方面的突出問題，包括電壓合格率不準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)不真實、安裝數(shù)量和布點不符合要求等問題[1-3]。電壓質(zhì)量是電網(wǎng)生產(chǎn)運行的重要監(jiān)控指標(biāo)，直接關(guān)系到電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行和高質(zhì)量的服務(wù)。電器設(shè)備最佳運行電壓應(yīng)該在額定電壓附近，在此電壓下屬于低碳運行。然而系統(tǒng)電壓運行通常隨著負(fù)荷變化波動很大，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路、接地及諧振等故障時，電壓的變化更是離譜，使電網(wǎng)變得很不穩(wěn)定和不安全。若系統(tǒng)的電壓過高時，將使電氣設(shè)備的勵磁電流增大，引起鐵芯嚴(yán)重飽和，造成能量損耗，加速絕緣損傷、老化，縮短電氣設(shè)備的使用壽命[4]。嚴(yán)重時甚至造成系統(tǒng)和用戶設(shè)備損毀;如果系統(tǒng)的電壓偏低，將使用戶電器設(shè)備無法正常工作，縮短使用壽命。從整體來看，電壓管理系統(tǒng)的建設(shè)凸現(xiàn)了省地縣一體化集中建設(shè)、無功電壓集中建設(shè)、無功電壓智能輔助決策等方向，以最終切實提高電壓合格率，提高供電優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并確保電網(wǎng)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的運行。目前新疆電網(wǎng)已實現(xiàn)了供電電壓和變電站側(cè)電壓數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計，然而兩套系統(tǒng)獨立離線分析、決策的兼容性不好，并不能滿足管理需求，供電電壓合格率水平還比較低。本文針對新疆某電網(wǎng)供電電壓進(jìn)行研究，可以實時監(jiān)視各地存在的低電壓情況，制定有效的抑制措施，為提前完成低電壓綜合整治發(fā)揮了重要作用。平臺集中建設(shè)、分布應(yīng)用模式，降低了整體投資，減少了管理成本，提高了管理效率。平臺建成投運后，有效提高新疆電網(wǎng)電壓無功綜合管理水平和工作效率，提升整體優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。

　　1現(xiàn)狀分析

　　近幾年新疆某地區(qū)電網(wǎng)供電電壓合格率水平如圖1所示：由圖中可以看出近幾年某地區(qū)電網(wǎng)電壓合格率水平雖然在提高，但仍普遍較低，隨著季節(jié)變化，電壓合格率水平呈現(xiàn)不同差異。國家電網(wǎng)公司發(fā)布《2013社會責(zé)任報告》承諾，5年的目標(biāo)是使城市供電電壓合格率達(dá)到99.76%，戶均停電時間控制在7小時內(nèi);農(nóng)村供電電壓合格率提高到99.98%，戶均停電時間控制在29.6小時內(nèi)[5-6]。電網(wǎng)供電電壓合格率指標(biāo)在全國大中型城市中同業(yè)對標(biāo)排名末尾，目前尚未找到有效的方法來提高供電電壓合格率水平，對公司整體對標(biāo)成績造成極大影響?；诖耍彻╇姽酒惹行枰I(yè)化的電壓管理系統(tǒng)對全網(wǎng)電壓進(jìn)行分析，提出解決措施，徹底解決電壓不合格點，提升全網(wǎng)供電電壓合格率水平，確保優(yōu)質(zhì)、可靠供電，提高電力服務(wù)水平。

　　2整體方案設(shè)計

　　新疆某地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)有電壓管理數(shù)據(jù)在供電電壓監(jiān)測系統(tǒng)和調(diào)度自動化(SCADA)系統(tǒng)中分別統(tǒng)計，兩套系統(tǒng)分別分析、決策，人工干預(yù)調(diào)整，不能統(tǒng)籌調(diào)節(jié)。結(jié)合電壓管理現(xiàn)有條件以及對電壓管理新的要求，繪制供電電壓管理決策系統(tǒng)如圖3所示：2.1整體策略對于供電電壓管理決策系統(tǒng)，可采用的數(shù)據(jù)源有兩類：電壓監(jiān)測子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵點模式確認(rèn)、電壓異常點甄別方法、電壓異常原因分析策略、電壓調(diào)整的決策方法和決策結(jié)果告知方式五項。而本設(shè)計中結(jié)合新疆某地區(qū)電網(wǎng)目前電壓管理的現(xiàn)狀，決策單獨新建1套用于電壓管理的系統(tǒng)，以滿足調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全性，整體的關(guān)鍵點選擇如下圖所示：2.2硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)最佳方案選擇和系統(tǒng)功能需求，繪制決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括電壓監(jiān)測儀、系統(tǒng)服務(wù)器、交換機(jī)、數(shù)據(jù)導(dǎo)線、安全芯片。決策系統(tǒng)硬件布置結(jié)構(gòu)圖如下：接口服務(wù)器：實現(xiàn)新疆某電網(wǎng)地區(qū)EMS系統(tǒng)電網(wǎng)電壓、樞紐電壓、無功補(bǔ)償數(shù)據(jù)的獲取、統(tǒng)計與分析。其它設(shè)備：根據(jù)電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)要求，本系統(tǒng)部署于電力III區(qū)，系統(tǒng)需要經(jīng)由硬件防火墻方能供IV區(qū)用戶訪問，因此本系統(tǒng)需要新增交換機(jī)及防火墻各一臺。2.3電壓決策原理我們一般采用的是九區(qū)理論。他的核心是一個三維曲線：時間、電壓、和無功功率。以時間為基準(zhǔn)，在不同的時間段，設(shè)定不同的電壓無功限制，而在同一時間段內(nèi)，電壓無功限制是定值，不可變。這就導(dǎo)致在限值整定時，時間段的設(shè)置必須盡量滿足負(fù)荷峰、谷、平曲線，而負(fù)荷曲線在不同季節(jié)、不同地區(qū)存在較大的差別，使得VQC裝置在運行中，經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷升高及高峰時，電壓卻運行在下線;負(fù)荷減低及低谷時，電壓卻運行在上限。對電網(wǎng)電能質(zhì)量的改善不能起到很好的作用，在某地區(qū)的夏季負(fù)荷高峰時期，不得不將VQC裝置退出，采用人工調(diào)解的方式，大大降低了VQC裝置的投入率。本文在基于AVC系統(tǒng)的“九域圖”[2]的方法上，采用“十一域圖法”，使得控制更加精細(xì)，在“十一域圖”中的“井”字形部分。判斷原則為：首先判斷縱坐標(biāo)電壓情況，然后根據(jù)電壓上下限值，在橫坐標(biāo)中根據(jù)功率因數(shù)或無功情況選擇對應(yīng)的區(qū)，選擇相應(yīng)的調(diào)整方式，在無調(diào)整手段時提出技改、大修建議，如下圖6所示。十一區(qū)控制原理實際是細(xì)化的考慮了變壓器對電容器對電壓、無功及分接頭調(diào)節(jié)對電壓的影響。圖中所示的11區(qū)和6區(qū)，要么決策可能是電容器，如果當(dāng)前位于6區(qū)，投電容器也是可行的，但是如果位于11區(qū)，投電容器將引起電壓的越限，是不可行的。而在十一區(qū)圖控制原理中，由于細(xì)化出了區(qū)域，就不會出現(xiàn)這種情況。推廣到其他區(qū)域也能得出類似的結(jié)論，可見，采用細(xì)化的十一區(qū)圖能從原理上減少決策失誤的問題。

　　3實例分析

　　根據(jù)前文所述，新疆某電網(wǎng)建立了單獨的供電電壓管理決策系統(tǒng)，運行4個月以后對供電電壓合格率進(jìn)行檢查，均達(dá)到99.98%及以上，最高達(dá)到99.996%。通過該系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了新疆某電網(wǎng)供電公司電壓管理決策系統(tǒng)的正確性，提高了電網(wǎng)變電站側(cè)、配網(wǎng)臺區(qū)、用戶側(cè)電壓的全過程分析，供電電壓合格率，驗證了此控制策略的可行性。

　　4結(jié)論

　　本文提出一種新型的控制系統(tǒng)，能夠全局的考慮到供電電壓的安全穩(wěn)定，并對電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化分配，通過計算對比驗證了該系統(tǒng)的合理性和有效性，并得到以下結(jié)論：：1)繼續(xù)完善輔助決策算法，提高系統(tǒng)決策的準(zhǔn)確性，不斷地優(yōu)化驗證，持續(xù)跟蹤系統(tǒng)使用效果，切實提高電壓管理人員的工作效率。2)通過系統(tǒng)落實管理工作，以工作效果繼續(xù)推動系統(tǒng)優(yōu)化流程，兩者互相促進(jìn)、共同提高。3)在現(xiàn)有系統(tǒng)上拓展無功補(bǔ)償設(shè)備運行及功率因素管理等功能，實現(xiàn)對全公司無功電壓網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)測，提升無功電壓的管理工作，持續(xù)提高供電電壓合格率。本文使用的配電網(wǎng)電壓管理決策系統(tǒng)在以往的策略上更加精細(xì)，使得電壓調(diào)節(jié)能力更加精準(zhǔn)，對于類似于烏魯木齊地域面積大，配電網(wǎng)供電半徑大，電壓合格率低的電網(wǎng)具有較強(qiáng)的實用性，因此，對新疆各地州，結(jié)合城市電網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)電壓運行管理都具有一定的參考意義。

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　　作者：李朝陽 樊國偉 常喜強(qiáng) 王衡 楊桂興 丁碧薇 單位：大學(xué)電氣工程學(xué)院 國網(wǎng)新疆電力公司 國網(wǎng)新疆電力公司烏魯木齊電力公司

　　推薦期刊：《中國電業(yè)》(月刊)創(chuàng)刊于1950年，由中國電力報社主辦。報道電力工業(yè)的重大事件以及電力行業(yè)在政策與體制、投資與融資、基本建設(shè)、企業(yè)管理和經(jīng)營、杰出人物、農(nóng)村電氣化、世界各國電力發(fā)展等多方面的理論研究和工作實踐。內(nèi)容豐富，設(shè)計和制作精美。