配电自动化系统应用分析|配电自动化
关键词:配电网自动化控制
中国图书馆分类号:TM7文献识别码:A文号:1672-3791(2012)07(b)-0018-01。
静电电容器的配电网容性无功优化补偿用于补偿电网中流动的无功功率，可以提高电网的功率因数。变电站调度自动化系统用于提供线路运行参数，补偿电容器的运行电压，自动控制电容器的投切。下面我们就配电网优化自动控制系统的应用进行分析研究，实现配电网自动控制系统的优化目标，希望对读者有所帮助。
1补偿电容器的投切控制
为了保证配电网的正常运行，需要对馈线首端的功率因数和电压稳定性进行分析，在相应的位置安装补偿电容器，要求补偿电容器具有自动投切功能，分析线路的运行情况，馈线首端的功率因数和电压，通过动态控制补偿电容器的投切，达到优化控制电网的目的。10kv线路用于为控制器提供电压来控制电容器的自动投切，通过控制器的操作可以得到正确的电容器励磁电压。
2配电网优化自动化系统框架
上位机优化自动化控制系统是配电网优化自动化控制系统的核心。上位机可以实现对补偿器全面协调的远程投切控制。当变电站的每条馈线同时装有多台补偿器时，这些补偿器都是独立运行的，因此上位机优化自动化控制系统可以协调控制各补偿器的正常运行。在变电站调度自动化系统中，可以随时观察和管理配电网的运行状态和馈线的出口参数。分站运行时，数据通过网络服务器从外网传输。优化后的自动化控制系统可以通过变电站调度自动化系统的TCP/TP协议接口获取各馈线的首端参数，并能有效控制各补偿器使其正常运行。
配电网优化自动控制系统应该是一个可变系统[1]，因为配电网的结构经常发生变化，配电网结构的变化导致补偿器的容量、参数和位置的变化，所以配电网优化自动控制系统也会随着补偿器的变化而灵活调整。优化后的自动控制系统具有强大的数据库信息存储和调用功能，可以存储配电网的所有拓扑网络结构信息、电容信息和控制信息。当系统连接到数据库时，可以调用数据库中的信息。
3切换控制策略
通过优化后的自动化控制系统与变电站调度自动化系统(SCADA)的相互联系和通信，检测各补偿线路首端参数的有功功率、无功功率和功率因数。如果发现与已建立的切换控制参数不同，上位机自动化控制系统将向故障线路的补偿器发出切换命令，以确保安全。
3.1输入控制策略
判断功率因数，如果功率因数小于当前情况设定的补偿下限，投入当前线路专用电容器补偿无功功率。根据线路与电容器之间的拓扑结构，电容器可以按照电容器容量递减的方式投入运行。当遇到容量相同的电容器时，它们按递减顺序投入运行。首次投入运行的电容器不能满足无功优化状态，需要重新补偿。当优化自动化系统自动检测到不满足状态时，将自动选择新的电容器投入运行，以此类推。经过反复检测和投入补偿，电网线路最终会达到无功优化状态。
3.2切除控制策略
无功小于0时，无功送回，说明线路无功补偿过多，造成过补偿，必须及时切除已投入运行的电容器。电容器切除策略是首先切除最接近无功功率值的电容器。输入电容器按照容量增加、序号增加的原则排序，选择最接近无功功率的电容器开始切[2]。当优化自动化系统自动检测到仍有过补偿时，将在下一个检测周期再次切除电容器，以此类推。经过多次检测和切除，电网线路最终会达到非过补偿状态。
3.3控制器切换控制模式
控制器设有设定窗口，上、下限值可根据需要设定为设定值。如果控制器检测到电压高于设定值，则电容器被切断，如果检测到的电压低于设定值，则电容器投入运行。执行上位机的命令。输入命令时，设置窗口上移，设置值高于实际电压。切断命令时，设定窗口下移，设定值低于实际电压，从而将设定窗口调整到最佳优化。控制器通过GPRS与上位机通信。如果上位机发送的连接确认包没有得到控制器的反馈信息，控制器会独立工作，自动开关机，与上位机联系后再次被控制。
4通信协议规定
根据通信协议的要求，优化自动化控制系统的上位机和控制器之间的数据包的含义必须明确。每次传输数据包时，上位机的事件命令都可以清晰的表达出来，控制器可以很容易的解析出数据包命令并执行命令操作。
上位机和下位机之间传输的数据包类型如下。
4.1上位机与控制器连接确认包
主机向遥控器发送连接确认包，控制器接收主机的指令并回复，表示通信正常。如果上位机连续三次发送连接确认数据包[3]，但没有收到回复，则通信连接失败，控制器独立工作。对系统进行测试后，控制器可以回复上位机的连接确认指令，表示通信已连接。
4.2输入和切除控制
上位机发送倒闸控制命令数据包，下位机获取倒闸动作命令数据包。由于命令是多线程异步执行模式下发出的，所以下位机反馈的数据包需要是有状态的，这样上位机才能清楚的知道反馈的信息和控制命令执行的操作。
4.3电容器运行参数恢复
上位机的控制系统需要实时获取电容器的运行状态和励磁电压，需要上位机发送状态参数请求，控制器收到请求后将实时状态参数信息打包发送给上位机。
5自动化控制系统软件
5.1架构
采用多线程技术和模块化构建配电网优化自动控制系统。通过GPRS通信实现上位机和下位机的通信同步。上位机通过中央模块接收来自遥控器的数据包，并向控制器发出控制指令数据包。控制器执行切换事件的反馈数据包，并通过数据库记录和读取。
5.2控制实体和状态标识
自动控制系统的逻辑周转中心是控制器代理和电容器代理[4]。上位机控制决策模块，根据控制器代理和电容器代理的切换信息发出控制指令，下位机根据切换信息实现投切操作，并将状态反馈给上位机。
5.3软件实施
软件的设计用C++语言实现，根据补偿策略控制补偿器运行，在切换控制指令下保证控制器上的通信网络正常[5]。设计的软件正确显示了下位机的运行状态。
4结论
通过对优化后的配电网自动控制系统的应用分析，可以保证输电电压的稳定，保证供电质量，减少电能损耗，科学环保，需要在实际设计和使用中不断创新发展，使优化后的自动控制系统具有可扩展性，更加完善。
参考
[1]周运成，等. 10kV配电网无功优化自动化控制系统的设计[J].电力系统保护与控制，2011(39)。
[2]吕为为。配电系统自动化分析[J].民办科技，2010(7)。