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基于SCADA的地区级电网VQC程序设计

更新时间:2019-10-02 发布:m.1024sj.com

摘 要:电网的电压控制和无功优化是提高电压及格率,下降网损,提高系统稳定性的有用手段。基于SCADA的地域级电网VQC法式是在现有装备根蒂根基上,经由过程编制软件实现的一种无功优化和电压控制方式。以一个地域级电网VQC法式设计为例,对区域电网VQC的控制原则进行了具体探讨,并对其实用化提出了一些处置方式。
  关头词:电网;电压无功优化;集中控制
  Abstract:Voltagecontrolandreactivepoweroptimizationareeffectivemeanstoincreaserateofqualifiedvoltage,reducegridlosses,andimprovethesystemstability.TheSCADAbasedvoltagequalificationcontrol(VQC)programfordistrictnetworkisareactivepoweroptimizationandvoltagecontrolmethodbasedonexistingequipmentandrealizedthroughprogrammedsoftware.Usingadistrictnetworkasanexample,thispaperdiscussescontrolstrategyofdistrictnetworkVQCandproposessomeapplicabletreatmentmethods.
  Keywords:powernetwork;voltagereactivepoweroptimization;centralizedcontrol
0引言
  近年来,负荷曲线峰谷差逐渐加年夜,电压与无功的调理很频仍,若是全数由值班人员进行,不仅年夜量增加值班人员的工作量,而且很难做到调理的实时性;对于无人值班变电站,人工调理显得更为坚苦。
  研究人员凭据等网损微增率提出了许多电网的无功优化算法,但由于工程复杂,这一典型问题的解决始终未能尽如人意。现在,年夜大都工作都是经由过程投切电容器和调理有载变压器分接头,到达使流经主变压器的无功潮水尽量小和二次侧母线电压尽量维持在期看电压值四周的目的。近年来,单一变电站的电压无功控制(VQC)技术逐渐成熟,已年夜量地运用到现实电力系统中。这一装配虽然解决了在一个变电站内的电压无功优化控制,但由于其仅仅收集一个变电站的运行参数,不能实现对全网范围内各变电站的电容器和有载调压变压器分接档位进行综合斟酌协调控制,而且若是每一个变电站都安装VQC,势必年夜量增加投资。今朝SCADA已稳定运行多年,为全网VQC的开发提供了优秀的根蒂根基;而且EMS系统中的电网无功优化模块部门功能还不完善,执行策略中还存在一些自相矛盾的问题。是以,有需要研发一套基于电力系统已有装备的无功电压优化控制软件。1基于SCADA的地域级电网VQC
1.1实现条件
  这是一个设想在地域级电网范围内实现的全网VQC,它依然依据著名的九区图原理,只是更多地斟酌电力系统无功电压调理的内在联系关系性和各变电站之间的相互影响。
  全网VQC能在地域级电网实现是由地域级电网自身特点决议的。以沧州电网为例,首先没有年夜的发电厂,不触及发机电无功出力控制,这就使得调理手段简单;其次,110kV变电站以220kV变电站为中心,形成相对自力的供电小区,系统结构比力简单;最后,调剂SCADA、EMS系统已稳定运行多年,变电站中综合自动化站据有相当比例,具有了实现全网VQC的硬件条件。
1.2法式设计整体思绪
  本法式以全网网损尽量小、各节点电压及格为方针,以集控中心(调剂中心)为焦点,以各变电站有载调压变压器分接档位调理与电容器投切协调控制为手段。即哄骗调剂SCADA收集到的变电站主变高中低三侧有功、无功、电压、电流、有载调压主变分头位置和主变三侧开关、母联开关、电容器开关的远信值,计较功率因数cosφ,判断运行方式、主变压器和电容器状态,然后依照给定的电压曲线和功率因数控制值对变压器分头、电容器组形成相关指令,经由过程远动装配自动调理,或形成执行策略表,经由过程在主站端手动远控,从而实现控制方针,并尽量削减调理次数。
1.3主法式流程
  主法式流程图见图1。  a.从“法式启动”到“读控制定值”主要实现量测数据监测、不良数据检测、状态监视、闭锁告警、读取控制定值、启动焦点分析模块等功能。
  b.“电容分析模块”和“电压分析模块”和“运行方式判断模块”是本法式的焦点模块,下文将仔细分析。
  c.执行策略表将把分析获得的电容器投退和主变分接头调理成效列表给出,形成相关操作指令,但其实不出口执行。
  d.EMS潮水返校是哄骗能量经管系统的“调剂员潮水”功能进步前辈行模拟操作,成效准确后再出口执行。
1.4主要功能
  a.全网电压和全网无功的在线监视、计较、调整,提高电力系统电压及格率,尽最年夜可能知足无功就地平衡。
  b.集中自动控制。无需值班人员干涉干与,知足无人值守站的要求,实现“四远”功能。
  c.操作经管。法式每次操作饬令发出后,都有控制操作的记实,保留分析。
  d.每一个变电站凭据分歧季节分歧时段有分歧的电压曲线和功率因数控制值。
  e.系统采用了开放散布式结构,易于扩充和升级。
  f.系统软件具有在线线损计较功能,能够保留调整前后潮水断面和线损计较成效,进行电力系统分析。
  g.用户可以选择控制模式:模拟控制模式或现实控制模式,人工干与模式或自动控制模式。可以选择控制区域:全地域或个体供电小区。
  h.完善的运行方式判别功能。
  i.完善的闭锁功能。
  j.系统具有优秀的可维护性:友好细致的输进输出界面参数输进维护界面,和各类成效的输出报表。2焦点法式模块及其控制原则
2.1运行方式判别模块
  其法式流程图如图2所示。
  本模块对运行方式判别能力的凹凸对VQC的实用化相当重要。其凭据变电站内主变高中低压三侧受总开关、高中低压母线母联开关的状态判断主变的运行方式。正常运行方式包括:高压侧并列、割裂运行,中压侧并列、割裂运行,低压侧并列、割裂运行;斟酌了某一段母线退出运行或经由过程母联由另外一主变供电的特殊方式。主变割裂运行方式,应判别各段母线划分由哪一台主变供电。以上的判断成效都置响应记实,以备“电压分析模块”和“电容分析模块”挪用。本模块主要运用于地域级典型变电站接线方式。
2.2电压分析模块
  本模块采用“逆调压”原则。在电压及格范围内,高峰负荷时电压偏上限运行,低谷负荷时电压偏下限运行。若是电网无功潮水合理,当某变电站低压侧母线电压偏离及格范围时,分析同电源同电压品级变电站和上级变电站电压情况,自行决议是调理本站主变分接头仍是调理上级电源变电站主变分接头。斟酌了220kV站110kV母线电压调整对该供电区各110kV站母线电压的影响。电容器组投切后对电压的变化量ΔU用以下经验公式计较:
  ΔU=Q/Sd×U
式中ΔU——电压变化量;
  Q——投进电容量;
  Sd——母线短路容量;
  U——运行电压近似计较。
  主变并列运行时分接头的调理要联调,并斟酌变压器有载调压步长纷歧致时的相互配合问题。从参数收集上避免振荡调理和越限调理,并保证动作次数最少。分析计较时,斟酌主变分接头是否为有载。当功率因数及格、电压不及格时,若是投进电容器能到达要求,优先斟酌投电容器,斟酌冲击负荷对变电站母线电压的影响,斟酌因闭锁操作或操作失败致使计较成效与执行成效纷歧致的情况。110kV变电站调整电压时兼顾中压侧和低压侧电压情况,如2组电压调整发生矛盾时,则首先保证低压侧的电压及格率。220kV变电站调整电压时兼顾中压侧和低压侧电压情况,如2组电压调整发生矛盾时,则首先保证中压侧的电压及格率。可将肆意一台变压器的调压控制设置为自动控制方式或手动控制方式。主变分接头天天调理次数不年夜于划定次数。若是主变分接头调到死点,电压仍不及格,则斟酌投进或切除电容器组,即遵循电压优先的原则。
2.3电容分析模块
  若是电压在及格范围内,本模块先斟酌本变电站内无功潮水是否合理,再斟酌同级电网内无功潮水是否合理,在不向上一级电网倒送无功的条件下,允许同级电网内变电站之间部门无功倒送。无功分析首先从110kV站起头,分析220kV站时斟酌本供电区内110kV站的电容器投切情况。当电容器组串以不等百分电抗值的电抗器时,系统可以凭据年夜小电抗器搭配的需要,自动肯定投切顺序,并在此根蒂根基上实行轮回投切。当肆意一组或几组电容器退出自动控制方式时,本模块仍能依照年夜小电抗器搭配的需要,自动肯定新的投切顺序,并在此根蒂根基上实行轮回投切。当运行中某组电容器故障跳闸时,本模块将凭据年夜小电抗器搭配的需要,自动肯定是否需要切除其他电容器。除有投切顺序的电容器组外,其余电容器组本着轮换投切,先投先切,后投后切的原则投切,投切的时间距离不小于划定时间,天天投切次数不跨越划定次数。可将肆意一组电容器的投切控制设置为自动控制方式或手动控制方式。对于主变中、低压侧都有电容器组的情况,要斟酌无功功率的分配情况,使中、低压侧无功功率到达最优分配。220kV站尽量使110kV母线无功平衡分配。并列运行母线可以按统一条母线进行电容器组的投切。为求准确性,将要投切电容器的现实无功量不用电容器标称电容量,而由下式计较:现实无功量=(电容器所在母线现实电压/电容器标称电压)2×电容器额定容量。3系统实用化处置
  本系统不是进行全网潮水计较,而是试图建立合适全网网损尽量小,电压及格率尽量高的优化及控制判断划定规矩。为保证操作指令在响应的元件中靠得住地执行,本系统十分注重处置好与原来的调剂自动化系统的数据、指令接口问题。
3.1系统设置的参数
  本系统的控制参数整定和上下限值整定十分利便灵活,具体参数设置项目有:变电站表(序号、变电站名、所属区域、上行通道状态、下行通道状态),母线表(电压范围、短路容量、[WTBX]K[WTBZ]值表、调整前后电压现实值和计较值、电压历史曲线、接地告警、时间),开关刀闸表(远信情况、人工置位、时间),变压器表(参数、量测、功率因数控制值和计较值、绕组消耗、时间),电容器表(参数、量测、时间),分接头表,线路表(参数、量测、功率因数、消耗、时间),峰谷表,丈量信息表,远测计较表,远信计较表等。
3.2自闭锁功能
  平安性若何是VQC能否用于现实的关头,本系统具有以下自闭锁功能:
  a.中压侧或低压侧母线电压低于额定电压的75%或高于标称电压的120时,闭锁该站所有操作。
  b.中压侧或低压侧母线三相电压不服衡,有接地故障时,不进行电容器的投切操作。
  c.变压器的高压侧电流年夜于额定电流时,不进行主变调压操作。
  d.变压器故障跳闸时和本体或调压轻瓦斯动作时,闭锁所有操作。
  e.变压器有载调压装配泛起连调故障时闭锁调档指令并报警。
  f.当变压器并列运行,泛起分头分歧步时,闭锁调压操作并报警。
  g.主变分接头档位动作次数到达当天限值或总次数到达限值时,闭锁调压操作。
  h.电容器动作次数到达当天限值,闭锁电容器投切操作。
  i.电容器庇护跳闸时,闭锁跳闸电容器的投切操作。
  j.系统发出电容器投切或变压器调压指令后,被控装备未完成预期的操作,则闭锁该装备的操作并报警。
  k.系统自检异常时闭锁所有操作并报警。
  l.在划定时间距离内(可设),对统一控制对象发出相反的操作指令时闭锁操作。
  m.控制对象处于停运或检修状态时闭锁响应装备的操作。
  n.信息通道或远动装配故障,闭锁该站所有操作。
  本系统还具有完善的系统数据收集(包括不良数据的监测)、图形系统、报表工具等功能。5结论
  全网VQC软件对无功电压优化与控制实现了从离线处置到实时处置,从就地平衡到全网平衡,从零丁控制到集中控制,优化进程不依赖于无功潮水计较,控制进程无需增加任何硬件装备,使系统软件具有实用性和靠得住性。

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