第八章--智能配電網(wǎng)規(guī)劃.ppt課件

1、配電網(wǎng)規(guī)劃配電網(wǎng)規(guī)劃第八章第八章 智能配電網(wǎng)規(guī)劃智能配電網(wǎng)規(guī)劃第一節(jié) 概 述 一、我國配電網(wǎng)基本特點(diǎn)與現(xiàn)狀 (1)電壓合格率低 (2)供電可靠性低 (3)運(yùn)行損耗過高 (4)管理手段落后 (5)需要更好的用電管理二、智能配電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)以及解決的問題、智能配電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)以及解決的問題 智能配電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)包括： (1)實(shí)現(xiàn)配電自動化和配網(wǎng)調(diào)控一體化智能技術(shù)支持系統(tǒng)的全面建設(shè)，全面提升對于現(xiàn)代配電網(wǎng)的駕馭能力，確保配網(wǎng)可靠、高效、靈活運(yùn)行； (2)完成配電生產(chǎn)指揮與運(yùn)維管理的信息化系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用功能之間有機(jī)整合以及與調(diào)度、用電等環(huán)節(jié)的信息互動； (3)提高配電網(wǎng)對分布式發(fā)電、儲能與微網(wǎng)

2、的接納能力，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電/儲能與微網(wǎng)的靈活接入與統(tǒng)一控制。智能配電網(wǎng)規(guī)劃中重點(diǎn)解決的問題 (1) 配電網(wǎng)網(wǎng)架的薄弱問題； (2) 配電自動化普及率和實(shí)用化低的問題；(3) 配電自動化設(shè)備的可靠性問題； (4)分布式能源的接入問題。三、智能配電臺區(qū)基本介紹 智能臺區(qū)是能夠在臺區(qū)所轄范圍內(nèi)，通過信息化手段，使配電、供電、售電及用電的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行智能交流，實(shí)現(xiàn)精確供電、互補(bǔ)供電、提高能源利用率、供電安全，節(jié)省用電成本的臺區(qū)。 智能臺區(qū)包括五大內(nèi)涵：堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動。智能配電臺區(qū)應(yīng)具有的功能 實(shí)現(xiàn)配電臺區(qū)信息模型的標(biāo)準(zhǔn)化和臺區(qū)的智能化綜合管理，實(shí)現(xiàn)配電臺區(qū)設(shè)備（變壓

3、器、開關(guān)）狀態(tài)監(jiān)測與保護(hù)、計(jì)量管理、負(fù)荷管理、電能質(zhì)量管理、線損管理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理等功能，提高供電質(zhì)量和可靠性，滿足建設(shè)智能配電網(wǎng)自動化、信息化、互動化的發(fā)展要求。第二節(jié) 配電自動化技術(shù) 1. 配電自動化的基本概念 配電系統(tǒng)自動化就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。 配電自動化的發(fā)展目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)故障快速處理，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)分布電源接入，實(shí)

4、現(xiàn)用戶互動技術(shù)。 配電系統(tǒng)自動化的內(nèi)容大致分為五個(gè)方面：(1) 饋線自動化，即配電線路自動化；(2) 變電站自動化，正常是指輸電和配電的結(jié)合部分，這里僅指其與配電有關(guān)部分；(3) 用戶自動化；(4) 配電管理自動化；(5) 配電系統(tǒng)自動化的通信系統(tǒng)。這五個(gè)方面是一個(gè)集成系統(tǒng)。2. 配電自動化的意義 (1) 減少停電時(shí)間，提高供電可靠性 配電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過改造后，實(shí)現(xiàn)“手拉手”或環(huán)網(wǎng)供電方式，利用饋線自動化系統(tǒng)，可對配電線路進(jìn)行故障檢測定位、自動隔離故障區(qū)段并恢復(fù)對非故障區(qū)段的供電； (2) 提高供電質(zhì)量 通過實(shí)時(shí)監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)，適時(shí)進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)帶及電容器投切，保證供電質(zhì)量； (3) 改善用戶服務(wù)質(zhì)量；

5、(4) 降低電能損耗 通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及無功配置，減少線損； (5) 提高設(shè)備利用率； (6) 減少配電檢修維護(hù)費(fèi)用； (7) 節(jié)省總投資。配電自動化系統(tǒng)包括三個(gè)階段： (1) 第一階段，饋線自動化系統(tǒng)（FA），即通過自動化開關(guān)設(shè)備相互配合實(shí)現(xiàn)故障隔離和健全區(qū)域恢復(fù)供電，不需要建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 (2) 第二階段，配電自動化系統(tǒng)（DAS），基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，兼?zhèn)湔Ｇ闆r下的運(yùn)行狀況監(jiān)視及故障時(shí)的故障處理功能。 (3) 第三階段，配電管理系統(tǒng)（DMS），結(jié)合配電GIS、OMS、TCM、WMS，并與需求側(cè)負(fù)荷管理（DSM）相結(jié)合，覆蓋配網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)

6、行、生產(chǎn)的全過程，支持客戶服務(wù)，實(shí)現(xiàn)配用電綜合應(yīng)用。三、配電自動化的建設(shè)模式 1就地控制型 就地控制型的特點(diǎn)是無需通訊，利用重合器或帶保護(hù)功能的配電終端，達(dá)到故障隔離，負(fù)荷轉(zhuǎn)供的饋線自動化。適用于輻射狀架空線路，投資較少，無需通信。 2簡潔遙測型 簡潔遙測型配電自動化系統(tǒng)以兩遙（遙信、遙測）為主，并對部分具備條件的一次設(shè)備可實(shí)行單點(diǎn)遙控的操作。簡潔遙測型配電自動化系統(tǒng)可分為以下兩種配電自動化模式： (1) 帶通訊功能的故障指示器（一遙） 其特點(diǎn)是投資少，維護(hù)量小，比較簡單地監(jiān)視線路的運(yùn)行情況，適用于輻射狀架空或電纜線路，投資較少； (2) 兩遙功能的配電終端 其特點(diǎn)是能完整地采集電力運(yùn)行參數(shù)，

7、監(jiān)測線路的運(yùn)行情況，適用于輻射狀架空或電纜線路，投資適中。3調(diào)配一體型 對于新建或改造的調(diào)度自動化系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮配網(wǎng)自動化的功能需求。選擇能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度自動化、配網(wǎng)自動化一體化的主站系統(tǒng)。 調(diào)配一體型的適用范圍：(1)新建或改建縣級調(diào)度自動化系統(tǒng)；(2)架空線路，電纜線路，架空、電纜混合線路；(3)具備建立三遙通信系統(tǒng)的條件；(4)具備建立主站系統(tǒng)的條件；(5) 要求全局DA故障隔離和網(wǎng)絡(luò)自愈；(6)投資較大； 4其它模式 真實(shí)的縣級配電自動化系統(tǒng)可能是以上幾種模式的組合。建設(shè)的側(cè)重點(diǎn)、強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容各不相同。四、饋線自動化模式四、饋線自動化模式 1重合器重合器分段器饋線自動化模式 (1) 重合

8、器的性能和特點(diǎn) 重合器有電流型和電壓型兩種。反應(yīng)故障電流跳閘后能重合的，稱電流型重合器；檢測到線路失壓跳閘，來電后延時(shí)重合閘的，稱為電壓型重合器。戶外重合器的特點(diǎn)包括： (1) 重合器具有控制及保護(hù)功能，能實(shí)現(xiàn)就地合、分閘操作及機(jī)械閉鎖；(2) 操作機(jī)構(gòu)為永磁機(jī)構(gòu)；(3) 具有定時(shí)限和反時(shí)限保護(hù)功能；(4) 額定操作順序：0-0.1s-CO-1s-CO-1s-CO，操作順序及重合間隔方便可調(diào)；(5) 具有多次重合功能（3次重合閘）；(6) 具有通訊功能。(2) 三相連動跌落式分段器性能及特點(diǎn) 分段器的結(jié)構(gòu)分四部分：第一部分由橫擔(dān)和二連板構(gòu)成，作用是固定和連接各相分段器；第二部分由支柱瓷瓶、上靜

9、觸頭、下靜觸頭組成的瓷瓶裝配，其中包含了上下接線板，是分段器的絕緣支撐和承載主回路的導(dǎo)電部分；第三部分由導(dǎo)電桿裝配構(gòu)成，承擔(dān)著分段器各項(xiàng)動作指標(biāo)的控制及主導(dǎo)電回路；第四部分由兩只連動瓷瓶及復(fù)位操作環(huán)組成。 安裝時(shí)首先裝“安裝架”然后裝橫擔(dān)，要注意保持“橫擔(dān)”水平，再安裝二連板，切記二連板一定要裝于“橫擔(dān)”下方，否則將影響分段器絕緣距離。 跌落式分段器機(jī)構(gòu)體積小，結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，不需要維護(hù)。(3) 典型案例分析 1) 輻射式電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 圖8-9是輻射電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)，IRM1為變電站出線重合器，線路上安裝電流時(shí)間型戶外重合器OSM1、OSM2，分支線路安裝跌落式分段器F1、F2，根據(jù)線路的狀況，

10、分別將IRM1、OSM1、OSM2設(shè)定為一快三慢(1A3C)，一快三慢 (1A3B)，二快二慢(2A2B)，分別將F1、F2計(jì)數(shù)次數(shù)設(shè)定為3次、2次。(重合器IRM1、OSM1、OSM2第一次均按快曲線動作，以防止擴(kuò)大故障范圍) 當(dāng)線路e區(qū)段發(fā)生短路故障時(shí)，整條線路的動作過程：首先，電網(wǎng)在正常狀態(tài)下，重合器IRM1、OSM1、OSM2和分段器F1、F2均處于合閘狀態(tài)線路供電正常；當(dāng)e區(qū)段發(fā)生故障時(shí)，重合器IRM1、OSM1、OSM2均執(zhí)行一次快曲線分閘。若為瞬時(shí)性故障，三個(gè)重合器依次重合成功后恢復(fù)線路供電，分段器F1、F2沒有達(dá)到整定的計(jì)數(shù)次數(shù)仍處于合閘狀態(tài)；若為永久性故障，重合器OSM2再次

11、執(zhí)行快曲線分閘，IRM1、OSM1因執(zhí)行慢曲線不動作，分段器F2達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù)分閘跌落，分段器F1沒有達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù)而處于合閘狀態(tài)，經(jīng)過2S后，重合器OSM2重合成功隔離故障e區(qū)段，a、b、c、d區(qū)段恢復(fù)正常供電。2) 環(huán)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 如圖8-10中(a)圖所示，IRM1、IRM2為電流時(shí)間型戶內(nèi)重合器，OSM1、OSM2、OSM3、OSM4、OSM5為電壓時(shí)間型戶外重合器，其中OSM3為聯(lián)絡(luò)重合器，正常情況下為分閘狀態(tài)。重合器的重合間隔均為兩秒。F1、F2為計(jì)數(shù)次數(shù)分別是3次、2次的跌落式分段器。 若故障發(fā)生在e區(qū)段，如圖8-10 (a)圖所示，戶內(nèi)重合器IRM1檢測到故障電流延時(shí)分閘，戶

12、外重合器OSM1、OSM2檢測到線路失壓分閘。若為瞬時(shí)性故障，三個(gè)重合器依次重合成功后恢復(fù)線路供電。若為永久性故障 IRM1再次分閘，線路失壓，分段器F2由于達(dá)到整定的計(jì)數(shù)次數(shù)跌落分閘，隔離故障e 區(qū)段，IRM1重合后按順序恢復(fù)無故障區(qū)段供電。 若故障發(fā)生在b區(qū)段，如圖8-10 (b)圖所示，戶內(nèi)重合器檢測到故障電流延時(shí)分閘，戶外重合器OSM1、OSM2檢測到線路失壓分閘。若為瞬時(shí)性故障，戶內(nèi)重合器IRM1延時(shí)2S重合成功后給a區(qū)段供電，OSM1檢測到該段線路有壓后延時(shí)重合給b區(qū)段供電，OSM2檢測到線路有壓延時(shí)合閘后恢復(fù)c區(qū)段線路供電。 若為永久性故障，戶內(nèi)重合器IRM1延時(shí)2S重合后給a

13、區(qū)段供電，OSM1檢測到線路有電壓延時(shí)合閘，由于故障仍然存在，IRM1再次檢測到故障電流分閘，線路失壓，OSM1、OSM2同時(shí)閉鎖在分閘位置。 聯(lián)絡(luò)重合器OSM3正常情況下兩側(cè)均有電壓，當(dāng)檢測到A側(cè)失壓后開始計(jì)時(shí)，延時(shí)一定時(shí)限后合閘，c段線路由B站供電，故障區(qū)域b段被隔離（OSM1至OSM2之間），其它區(qū)段恢復(fù)正常供電。3) 重合器（或具有一次重合閘斷路器）與分段器配合的線路 如圖8-11所示，配電網(wǎng)線路首端設(shè)有重合器（或具有一次重合閘斷路器），線路安裝的分段器F1、F3計(jì)數(shù)次數(shù)分別是兩次、一次配合的線路。若e1處發(fā)生故障，變電站出口斷路器D1檢測到故障電流分閘，分段器F3達(dá)到整定的計(jì)數(shù)次數(shù)跌

14、落分閘，隔離故障區(qū)段，分段器F1沒有達(dá)到整定計(jì)數(shù)次數(shù)而處于合閘狀態(tài)，斷路器D1重合后恢復(fù)無故障線路正常供電。2配有重合功能的斷路器斷路器饋線自動化模式(1) 饋線自動化上位機(jī)系統(tǒng) 饋線自動化上位機(jī)系統(tǒng)，即饋線自動化控制系統(tǒng)（DAC2010），主界面如圖8-13所示，運(yùn)行于配電企業(yè)信息中心的服務(wù)器，通過互聯(lián)網(wǎng)和GPRS實(shí)現(xiàn)線路上的斷路器控制器的“合分”動作，并實(shí)時(shí)監(jiān)控線路上各斷路器的狀態(tài)，以及控制器所在位置的線路的電壓、電流。1) 斷路器的遠(yuǎn)程遙控、遙測功能 當(dāng)斷路器在遠(yuǎn)程控制器的控制下成功動作后，遠(yuǎn)程控制器實(shí)時(shí)將斷路器的新狀態(tài)通過GPRS傳輸給饋線自動化控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)立即更新監(jiān)視窗口的顯示

15、，用不同的顏色表示斷路器的不同狀態(tài)。如因斷路器蓄能電機(jī)或控制器輔助觸點(diǎn)故障造成斷路器不能正常開合，遠(yuǎn)程控制器也會將未能正常動作的故障原因上報(bào)到控制系統(tǒng)。用戶選中需要遙控或遙測的斷路器，右鍵單擊彈出菜單，通過選擇指定的菜單項(xiàng)即可進(jìn)行閉合、切斷、獲取狀態(tài)等操作。2) 線路運(yùn)行遠(yuǎn)程遙測 用戶可以根據(jù)管理的實(shí)際需要，設(shè)置控制器運(yùn)行現(xiàn)場電壓、電流的采樣頻率，如圖8-15 中(a)圖所示。饋線自動化控制系統(tǒng)根據(jù)采樣頻率的設(shè)置定時(shí)向遠(yuǎn)程控制器發(fā)送數(shù)據(jù)遙測命令，遠(yuǎn)程控制器接到遙測命令后將實(shí)時(shí)的電壓、電流上傳到控制器。 用戶也可在任何時(shí)候手動操作獲取指定控制器所在位置的電壓、電流，如圖8-15中(b)圖所示。在

16、開關(guān)控制器窗格中選擇指定的開關(guān)，右鍵彈出菜單，選中獲取電壓電流，控制系統(tǒng)將向指定控制器發(fā)送遙測命令，獲取現(xiàn)場電壓、電流。3) 現(xiàn)場運(yùn)行電壓、電流監(jiān)控 饋線自動化控制系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫記錄按指定采樣頻率采樣的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)，用戶可以查詢檢索指定日期的電壓電流運(yùn)行曲線，如圖8-16所示，以直觀的方式顯示出現(xiàn)場電壓電流的變化規(guī)律，以及考察時(shí)間范圍內(nèi)的電壓質(zhì)量。4) 操作保護(hù) 為避免通過控制系統(tǒng)對遠(yuǎn)程控制器的誤操作，避免非授權(quán)用戶非法“開、閉”斷路器，饋線自動化提供了操作保護(hù)的功能，每當(dāng)投切命令在發(fā)送出去之前需要用戶進(jìn)一步確認(rèn)，只有確認(rèn)后的投切命令才能通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。5) 監(jiān)視窗口的自由操作 為了

17、使各線路的現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)更加直觀的顯示，以及方便用戶對各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的查看，系統(tǒng)采用了圖形化的方法對監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行展示，并支持圖形的全幅顯示、放大、縮小、自由縮放和拖動操作。當(dāng)全幅顯示時(shí)，整個(gè)監(jiān)控范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況都在一個(gè)監(jiān)控窗格內(nèi)顯示。為了更加清晰，還提供了圖形的放大、縮小和自由縮放。系統(tǒng)提供的拖放功能可以支持在不同監(jiān)控位置之間漫游。(2) 饋線自動化下位機(jī)系統(tǒng) 饋線自動化下位機(jī)系統(tǒng)原理如圖8-23所示，短路保護(hù)開關(guān)主要用于斷路器/開關(guān)控制，以實(shí)現(xiàn)10kV配電網(wǎng)的短路保護(hù)、電壓電流監(jiān)測、自動重合閘等功能。智能控制器采用交流采樣技術(shù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測線路的電壓電流信息，并通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳遞

18、給遠(yuǎn)程控制中心。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，控制器會立即斷開斷路器/開關(guān)，并將故障信息傳送至遠(yuǎn)程控制中心，遠(yuǎn)程控制中心收集所有控制器的故障信息后，通過故障邏輯判斷，給出故障判斷結(jié)果和控制策略。第三節(jié) 配電網(wǎng)智能無功優(yōu)化系統(tǒng) 一、無功優(yōu)化系統(tǒng)存在的問題以及發(fā)展方向 我國配電網(wǎng)無功優(yōu)化存在著諸多問題，主要有： (1) 從配電臺區(qū)、10kV線路、變電站，普遍存在分組不夠精細(xì)、補(bǔ)償粗放的問題，使用的投切開關(guān)存在體積大、安裝不方便、可靠性差、智能化程度低的問題； (2) 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x認(rèn)識不清，無功電源的建設(shè)認(rèn)識不足； (3) 無功補(bǔ)償方式不合理； (4) 電壓無功調(diào)節(jié)能力不足，局部地區(qū)電網(wǎng)的補(bǔ)償設(shè)備不能及時(shí)投切

19、，無功調(diào)節(jié)能力低，低谷時(shí)段局部地區(qū)電網(wǎng)還存在無功過?，F(xiàn)象； (5) 無功補(bǔ)償設(shè)備不足、自動化程度不高、以及配置不合理等問題； (6) 季節(jié)性負(fù)荷峰谷差大，電壓波動明顯，電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象比較突出。目前我國農(nóng)村配電網(wǎng)無功補(bǔ)償存在的問題 (1)無功補(bǔ)償設(shè)備偏少、陳舊，無功缺額還比較大，由于供電半徑較長，線損較高。 (2)無功補(bǔ)償裝置的配置不合理 (3)無功補(bǔ)償裝置的自動化程度不高1配電臺區(qū)無功優(yōu)化 (1) 配電臺區(qū)面臨的挑戰(zhàn) 由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性和農(nóng)村務(wù)工人員的流動性，導(dǎo)致農(nóng)村電力網(wǎng)負(fù)荷波動較大；距變電站較遠(yuǎn)的重負(fù)荷末端電壓較低，若調(diào)高變電站出口電壓，輕負(fù)荷時(shí)線路首端電壓過高，會燒毀用電設(shè)備；低壓三相

20、負(fù)荷不平衡情況普遍存在，影響變壓器出力，并增加了損耗，嚴(yán)重時(shí)會燒毀配電變壓器(2) 配電臺區(qū)無功優(yōu)化存在的問題 1) 補(bǔ)償控制器存在的問題 2) 電容器投切開關(guān)存在的問題 3) 分組少，級差大(3) 配電臺區(qū)無功優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展方向 1) 補(bǔ)償原理的創(chuàng)新 2) 控制器的技術(shù)進(jìn)步 3) 投切開關(guān)的技術(shù)進(jìn)步 4) 自動調(diào)壓開關(guān)的技術(shù)進(jìn)步 5) 補(bǔ)償和遠(yuǎn)控、調(diào)容技術(shù)的結(jié)合210kV配電網(wǎng)無功優(yōu)化 (1) 線路無功補(bǔ)償設(shè)備的問題 1) 10kV線路無功補(bǔ)償裝置的投切方式 目前普遍采用的投切方式為按功率因數(shù)投切 2) 投切開關(guān) 10kV線路上目前廣泛使用的投切開關(guān)有SF6斷路器、真空斷路器和真空接觸器。(

21、2) 10kV母線無功補(bǔ)償裝備 1) 10kV母線無功補(bǔ)償裝置構(gòu)成 如圖8-26所示，變電站10kV母線補(bǔ)償裝置由智能電容器單元、通訊模塊、電源用PT組成，通訊模塊通過網(wǎng)絡(luò)與測量控制裝置相連。測量控制裝置包括取樣CT和PT，無功補(bǔ)償控制器和通訊模塊。2) 電容器投切專用永磁真空開關(guān) 電容器投切專用永磁真空開關(guān)特點(diǎn)：永磁機(jī)構(gòu)零部件數(shù)量僅為傳統(tǒng)彈簧機(jī)構(gòu)的40,結(jié)構(gòu)簡潔，機(jī)械故障率低；觸頭開距大，可開斷故障電流；采用直動式傳動，分閘速度快，觸頭不粘連；永磁操動機(jī)構(gòu)的出力特性與真空滅弧室的反力特性完美配合確保合閘彈跳小，無重?fù)舸?，無重燃；操作線圈僅在分閘或合閘瞬間帶電，線圈不發(fā)熱，省電，不會發(fā)生故障。

22、3) 智能電容器集成單元 智能電容器集成單元包括3個(gè)永磁真空開關(guān)，3只三相電容器，3組限流電抗器，9只保護(hù)電流互感器，采用一體式集成結(jié)構(gòu)，編碼投切可實(shí)現(xiàn)八種投切狀態(tài)，單只電容器容量一般不超過100kvar。4) 測量控制裝置 取樣CT采用開口式結(jié)構(gòu)，免截線，可安裝于最佳補(bǔ)償點(diǎn)的任意桿型。 采用羅氏技術(shù)，二次輸出毫伏級弱電壓信號，無開路危險(xiǎn)，便于檢修維護(hù)。二、無功優(yōu)化系統(tǒng) 從電力系統(tǒng)全網(wǎng)角度出發(fā)，進(jìn)行全網(wǎng)無功優(yōu)化，以降低全網(wǎng)網(wǎng)損為目標(biāo)，采用分層、分區(qū)的技術(shù)處理方法，確定設(shè)備的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)無功補(bǔ)償分布合理化和無功就地平衡，從而達(dá)到最大效益。圖8-28 為無功優(yōu)化系統(tǒng)接線圖。 全網(wǎng)無功優(yōu)化

23、通過全網(wǎng)無功優(yōu)化管理系統(tǒng)對智能設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、節(jié)約電量、操作及故障記錄進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并統(tǒng)計(jì)分析，自動生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線圖，為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。三、配電網(wǎng)無功優(yōu)化智能系統(tǒng) 1配電網(wǎng)無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的補(bǔ)償方式 采取隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、沿線路分散補(bǔ)償和變電站集中補(bǔ)償四級補(bǔ)償方式。配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方式示意圖如圖8-30所示，圖中方式1為隨機(jī)補(bǔ)償，方式2為隨器補(bǔ)償，方式3為線路分散補(bǔ)償，方式4為變電站集中補(bǔ)償。配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方式 (1) 隨機(jī)補(bǔ)償 (2) 隨器補(bǔ)償 (3) 線路分散補(bǔ)償 (4) 變電站集中補(bǔ)償2配電網(wǎng)無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題分為規(guī)劃優(yōu)化和運(yùn)行控制優(yōu)

24、化兩大類。配電網(wǎng)無功優(yōu)化智能系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)候，就是從規(guī)劃優(yōu)化和運(yùn)行控制優(yōu)化兩方面著手，通過四級補(bǔ)償方式的相互配合，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)無功的整體智能優(yōu)化。四、智能隨器補(bǔ)償系統(tǒng)四、智能隨器補(bǔ)償系統(tǒng) 配電網(wǎng)無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的隨器補(bǔ)償控制器，是一個(gè)集低壓無功自動補(bǔ)償、變壓器運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程采集和集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表和運(yùn)行數(shù)據(jù)歷史記錄查詢等功能于一體的智能隨器無功補(bǔ)償裝置，控制核心見圖8-32所示。1智能隨器補(bǔ)償控制器補(bǔ)償容量和分組 隨器補(bǔ)償智能控制器的固定補(bǔ)償部分補(bǔ)償?shù)氖亲儔浩鞯目蛰d損耗，由變壓器的空載電流百分比計(jì)算得出，固定補(bǔ)償容量按變壓器空載的90%95%選擇。 隨器補(bǔ)償智能控制器的動態(tài)補(bǔ)償?shù)娜萘扛鶕?jù)不同負(fù)載率時(shí)

25、的無功需求確定，數(shù)值上等于總的無功需求容量減去固定補(bǔ)償容量。2智能隨器補(bǔ)償控制器的控制原理 隨器補(bǔ)償?shù)目刂破鞲鶕?jù)變壓器低壓側(cè)采集的無功功率需求數(shù)據(jù)，經(jīng)嵌入式微機(jī)處理后分別對不同容量的電容器進(jìn)行投切控制。并將所補(bǔ)償總?cè)萘亢头纸M補(bǔ)償開關(guān)狀態(tài)遠(yuǎn)程上傳給上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行狀況和保存歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。3智能隨器補(bǔ)償控制器的功能 智能隨器補(bǔ)償控制器的功能包括用戶變壓器實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)報(bào)表、控制參數(shù)設(shè)置。五、五、配電網(wǎng)10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng) 1系統(tǒng)概述 配電網(wǎng)10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的拓?fù)鋱D如圖8-36所示： 配電網(wǎng)10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)26如圖8-3

26、7所示：2系統(tǒng)功能 (1) 拓?fù)渚S護(hù) (2) 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)更新 (3) 投切事件查詢 (4) 投切容量統(tǒng)計(jì) (5) 投切事件手動錄入 (6) 數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能3下位機(jī)投切控制器和安裝示例4系統(tǒng)的遠(yuǎn)程無線集控系統(tǒng) 配電網(wǎng)10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)利用GPRS通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對自動裝置的遠(yuǎn)程無線監(jiān)測與數(shù)據(jù)傳輸。 配電網(wǎng)10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)由上級遠(yuǎn)程主控微機(jī)、下級執(zhí)行微機(jī)（MPU投切控制器）和遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)組成兩級微機(jī)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖8-47 所示。5配電網(wǎng)10kV線路無功優(yōu)化智能系統(tǒng)在實(shí)施前后的效果比較 通過在內(nèi)蒙古赤峰市松山區(qū)域配電網(wǎng)的實(shí)施，試點(diǎn)供電區(qū)變電站的每個(gè)出口功率因數(shù)總是

27、在0.950.98之間波動，基本上是一條直線，無功得到了整體智能化的優(yōu)化控制，無功優(yōu)化工作取得了很好的成效，直接給該區(qū)域配電網(wǎng)帶來了經(jīng)濟(jì)效益。六、變電站集中補(bǔ)償 如S9-10000kVA/35kV主變壓器，按空載至滿載下無功自身損耗為80830kvar，按文件中規(guī)定選擇其補(bǔ)償容量為10003000kvar，此數(shù)據(jù)已不是以補(bǔ)償主變壓器無功損耗為主的補(bǔ)償容量； 若在變壓器二次側(cè)總受上采用功率因素控制的投切方式，則二次側(cè)母線上補(bǔ)償多大的電容也無法補(bǔ)償主變的無功損耗部分。 在變電站二次側(cè)補(bǔ)償如此大的電容，只能解決變電站功率因數(shù)達(dá)標(biāo)問題，而對10kV配電網(wǎng)絡(luò)電能損耗及電壓質(zhì)量并未得到改善。1最優(yōu)補(bǔ)償容量

28、的確定2變電站無功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)控制(2) 主變一次側(cè)采樣的無功補(bǔ)償控制方式 圖8-52是變電站的主結(jié)線圖，圖中變電站在主變壓器的一次側(cè)設(shè)有電壓和電流互感器數(shù)據(jù)采集設(shè)備。在進(jìn)行二次側(cè)無功補(bǔ)償?shù)目刂茣r(shí)，應(yīng)該滿足主變的一次側(cè)電壓和功率因數(shù)不等式約束條件。(3) 主變二次側(cè)采樣的無功補(bǔ)償控制方式 圖8-53所示變電站的主結(jié)線，圖中變電站在主變壓器的二次側(cè)設(shè)有電壓和電流互感器數(shù)據(jù)采集設(shè)備。 在進(jìn)行二次側(cè)無功補(bǔ)償?shù)目刂茣r(shí)，應(yīng)該滿足主變二次側(cè)電壓的不等式約束條件。進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)控制時(shí)，除了考慮主變的二次側(cè)電壓不等式約束條件外，還應(yīng)按主變的二次側(cè)采集數(shù)據(jù)折合到一次側(cè)功率因數(shù)和無功需求的不等式約束條件。折合到

29、一次側(cè)功率因數(shù) 為：3變電站無功補(bǔ)償自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 變電站無功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)控制，首先保證滿足負(fù)荷側(cè)無功不足部分和變壓器無功損耗所需的無功，達(dá)到就地平衡。 變電站的無功補(bǔ)償是在滿足每個(gè)考核指標(biāo)的約束前提下實(shí)現(xiàn)自動化系統(tǒng)，其程序流程圖如圖8-54所示： 變電站的無功優(yōu)化自動化系統(tǒng)，在考慮三個(gè)不等式約束條件下，按無功需求的大小進(jìn)行投切。 目前在我國配電網(wǎng)采用的多功能檢測儀表中，對功率因數(shù)的考核無論從電網(wǎng)吸收無功，還是從二次側(cè)的無功電源向變壓器側(cè)倒送無功，其儀表的轉(zhuǎn)向都是正轉(zhuǎn)，這樣無功補(bǔ)償?shù)顾偷脑蕉喙β室驍?shù)越低。這種考核方式與規(guī)程規(guī)定的變電站二次母線上補(bǔ)主變無功或隨配電變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償配變無功是矛盾的，也不符合“就地平衡”的無功補(bǔ)償原則。 變電站無功優(yōu)化自動化系統(tǒng)，還需要上位機(jī)和下位機(jī)的現(xiàn)場控制指令部分。無功優(yōu)化的約束條件及按主變的無功需求量投切，在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的調(diào)度自動化系統(tǒng)中約束與控制已不是難題，特別是各種通信比較完善的條件下，可以在調(diào)度室進(jìn)行調(diào)整與控制。變電站無功優(yōu)化自動化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，為加速推進(jìn)無人值班變電站無功優(yōu)化方面奠定了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，一定有廣闊的應(yīng)用前景。七結(jié)論 配電網(wǎng)無功優(yōu)化智能系統(tǒng)，立足于配電網(wǎng)供電區(qū)域的整體無功優(yōu)化。根據(jù)“分級補(bǔ)