配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電力工程中的應(yīng)用探索

鮑翔 錢(qián)子淵

摘 要：配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電力工程中的應(yīng)用，具有工作效率高、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)勢(shì)，本文針對(duì)補(bǔ)償電容器投切控制技術(shù)的基本原理、配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成、補(bǔ)償電容器投切控制的具體對(duì)策進(jìn)行了探討并簡(jiǎn)單分析了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。

關(guān)鍵詞：補(bǔ)償電容器；投切控制；電力工程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.179

0 前言

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)控制方法已經(jīng)無(wú)法滿足電力工程對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的控制需求。通過(guò)配電網(wǎng)的優(yōu)化補(bǔ)償能夠有效促進(jìn)配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)功率因數(shù)的提升。如果想要獲取能夠保障線路正常運(yùn)行的必須參數(shù)，則需通過(guò)變電站的調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有效補(bǔ)償電容器運(yùn)行電壓，以此來(lái)保障對(duì)電容器實(shí)行有效的自動(dòng)投切控制。

1 補(bǔ)償電容器投切控制運(yùn)行原理的簡(jiǎn)要分析

配網(wǎng)自動(dòng)化控制操作中一個(gè)很關(guān)鍵的步驟就是對(duì)補(bǔ)償電容器的設(shè)置。技術(shù)人員首先應(yīng)全面系統(tǒng)的分析電壓穩(wěn)定情況及饋線首端的功率因數(shù)，選取適宜的部位進(jìn)行補(bǔ)償電容器的安裝。只有當(dāng)補(bǔ)償電容器能夠準(zhǔn)確的評(píng)估饋線首端的具體功率因數(shù)、線路運(yùn)行情況及電壓等各項(xiàng)指標(biāo)，才能確保投切控制操作的有效性。如果處于特定的狀況，補(bǔ)償電容器能夠執(zhí)行相應(yīng)的投切動(dòng)作，進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)控制。補(bǔ)償電容器中一般采用10kV的線路為自動(dòng)投切控制器提供所需電壓，針對(duì)補(bǔ)償電容器現(xiàn)場(chǎng)電壓的計(jì)算及相應(yīng)操作則由控制器來(lái)完成。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的框架構(gòu)成分析

該系統(tǒng)的核心是上位機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該部分系統(tǒng)能夠有效控制補(bǔ)償綜合協(xié)調(diào)遠(yuǎn)程投切操作。一般情況下，在變電站系統(tǒng)的內(nèi)部，每一條饋線均能實(shí)現(xiàn)同時(shí)帶起多臺(tái)補(bǔ)償器，而且還能確保各補(bǔ)償器間能夠各自運(yùn)行，互補(bǔ)干擾。因此，為了確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行，必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)多臺(tái)補(bǔ)償器，而上述這些運(yùn)行操作均由上位機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)獨(dú)立完成，有效協(xié)調(diào)控制每臺(tái)補(bǔ)償器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。而變電站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)饋線出口參數(shù)與配電網(wǎng)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)觀察和管理，在運(yùn)行的過(guò)程中，變電站控制系統(tǒng)將內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)進(jìn)行連接，各饋線首端的一系列參數(shù)經(jīng)由系統(tǒng)的TP/TCP的協(xié)議接口實(shí)行轉(zhuǎn)接操作，并借助外網(wǎng)的服務(wù)器將參數(shù)傳輸?shù)阶詣?dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部。同時(shí)，調(diào)度中心也將使用相同的渠道來(lái)控制補(bǔ)償器，以此來(lái)保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，擁有了數(shù)據(jù)庫(kù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)的同時(shí)儲(chǔ)存與讀取。所存儲(chǔ)的內(nèi)容主要包括配電網(wǎng)的控制信息、拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)信息以及電容信息等。當(dāng)系統(tǒng)需要獲取數(shù)據(jù)時(shí)，就可以通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)連接，將所需的相關(guān)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取[1]。

3 補(bǔ)償電容器投切控制的策略研究

對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)與變電站調(diào)度系統(tǒng)的聯(lián)系進(jìn)一步優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)補(bǔ)償電容器的自動(dòng)化投切控制。全面檢測(cè)補(bǔ)償線路首端的各參數(shù)是否屬于正常標(biāo)準(zhǔn)，一旦檢測(cè)出參數(shù)與事先設(shè)定的投切控制參數(shù)存在差異，針對(duì)問(wèn)題線路的補(bǔ)償器，上位機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)實(shí)際情況發(fā)出相應(yīng)的命令，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 投入控制對(duì)策分析

對(duì)功率的因數(shù)進(jìn)行判斷，如果功率因數(shù)低于事先設(shè)置的補(bǔ)償下限數(shù)值，則需對(duì)電容器執(zhí)行無(wú)功補(bǔ)償操作。根據(jù)電容與線路間的拓?fù)淝闆r，以容量遞減方法執(zhí)行投入操作，當(dāng)電容器的容量相同就可以采用序號(hào)遞減方式實(shí)行投入控制操縱。如果首次投入電容器無(wú)法滿足無(wú)功狀態(tài)，必須進(jìn)行再次補(bǔ)償操作。如果優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果顯示仍不滿足無(wú)功優(yōu)化狀態(tài)，就會(huì)自行命令其他電容器繼續(xù)執(zhí)行運(yùn)行操作。經(jīng)過(guò)多次的狀態(tài)檢測(cè)與投入補(bǔ)償控制，最終使電網(wǎng)線路能夠保持在一個(gè)無(wú)功的優(yōu)化狀態(tài)。

3.2 切除控制對(duì)策分析

當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的無(wú)功功率值低于0的時(shí)候，出現(xiàn)無(wú)功返送的情況，則表明對(duì)于施加在線路內(nèi)的無(wú)功補(bǔ)償超過(guò)正常數(shù)值，引發(fā)了過(guò)補(bǔ)的情況，則需進(jìn)行電容器切除操作。選取與無(wú)功功率值最接近的電容器首先切除，以此類(lèi)推。對(duì)于已投入的電容器根據(jù)序號(hào)遞增和容量遞增的方式來(lái)排序，同樣先將和無(wú)功功率值最接近的電容器切除。如果系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果顯示仍舊存在過(guò)補(bǔ)，將會(huì)在下個(gè)檢測(cè)周期切除電容器，通過(guò)全面的檢測(cè)和切除操作，使電網(wǎng)線路能夠始終維持在非過(guò)補(bǔ)的狀態(tài)。

3.3 控制器投切控制方式應(yīng)用

在應(yīng)用過(guò)程中，需根據(jù)設(shè)備實(shí)際需要，分析其上下限值是否科學(xué)，并通過(guò)控制器對(duì)其進(jìn)行最終整定。若檢測(cè)中出現(xiàn)電壓值過(guò)高情況，需采取切斷電容器方案，若電壓測(cè)定值過(guò)低，可選擇投入電容器方法，實(shí)現(xiàn)控制器科學(xué)控制。在輸入上機(jī)命令時(shí)，在投入命令下，可微調(diào)窗口位置，保障整定值與電壓值相吻合。當(dāng)控制器執(zhí)行切除命令時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整位置，使整定值與電壓值相吻合，保障控制窗口處于最優(yōu)狀態(tài)。在投切控制中，可應(yīng)用GPRS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與控制器之間有效連接。當(dāng)信息反饋無(wú)法完整傳遞到上位機(jī)中時(shí)，控制器會(huì)以獨(dú)立運(yùn)行的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)命令自動(dòng)確認(rèn)與執(zhí)行。當(dāng)控制器與上位機(jī)可正常反饋數(shù)據(jù)信息時(shí)，則會(huì)再次被控制[2]。

4 自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件的簡(jiǎn)單分析

若想保障電力工程自動(dòng)控制科學(xué)性，需明確自動(dòng)化配網(wǎng)主體構(gòu)成，以多線程架構(gòu)與模塊化架構(gòu)進(jìn)行融合。并應(yīng)用GPRS通信技術(shù)，保障上位機(jī)與下位機(jī)連接有效性。在此過(guò)程中，上位機(jī)可發(fā)揮信息接收功能，并在信息反饋過(guò)程中，下達(dá)控制指令。數(shù)據(jù)庫(kù)可憑借自身信息記錄與讀取功能，對(duì)反饋形成的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理。其中控制器代理器和電容代理器是配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的邏輯周轉(zhuǎn)核心，上位機(jī)主要發(fā)揮模塊決策功能，對(duì)控制代理器以及電容代理器所產(chǎn)生的信息進(jìn)行決策，根據(jù)不同信息，下達(dá)具體的控制指令。下位機(jī)主要負(fù)責(zé)根據(jù)周轉(zhuǎn)的信息來(lái)執(zhí)行具體的投入、切除操作，并將實(shí)際狀態(tài)向上位機(jī)進(jìn)行反饋。自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件借助C++語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，并依據(jù)補(bǔ)償對(duì)策對(duì)補(bǔ)償器的運(yùn)行進(jìn)行控制。與此同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)。

5 總結(jié)

綜上所述，在電力工程中運(yùn)用配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠確保供電質(zhì)量、輸送電壓的穩(wěn)定性、有效降低電能的消耗。因此，電力企業(yè)對(duì)于配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)予以高度重視。在實(shí)際工作中，通過(guò)不斷的完善和優(yōu)化，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉華.供電企業(yè)配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（01）：127.

[2]林曉濱，楊玉燕.淺析供電企業(yè)配網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（35）：216.