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电网无功电压优化控制系统
2008-11-17 15:24:58
“地区电网电压无功优化运行闭环控制系统”通过调度自动化SCADA系统采集全网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算，在确保电网与设备安全运行的前提下，以各节点电压合格、省网关口功率因数为约束条件，从全网角度进行电压无功优化控制，实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压，实现主变分接开关调节次数最少和电容器投切最合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标。本系统最终形成有载调压变压器分接开关调节、无功补偿设备投切控制指令，借助调度自动化系统的“四遥”功能，利用计算机技术和网络技术，通过SCADA系统自动执行，从而实现对电网内各变电所的有载调压装置和无功补偿设备的集中监视、集中管理和集中控制，实现了对地区电网电压无功优化运行闭环控制。
本系统适用于地区级、县级电网中单电源或多电源供电的各种网络，并能可靠地与各家调度自动化厂家开发的SCADA系统接驳，与省网主站AVC系统接驳，实现省、地、县网电压无功联合控制。
☆大型地调（如一个调度中心+若干巡检站模式）
☆市级电网
☆县调
☆对于实现‘两遥’功能的电网，系统采用开环控制方式
☆对于实现‘四遥’功能的电网，系统采用完全闭环控制方式全网无功优化补偿功能
☆当电网内各级变电站电压处在合格范围内，控制本级电网内无功功率流向合理，达到无功功率分层就地平衡，提高受电功率因数。
☆依据电网对电压、无功变化的需要，计算决策同电压等级不同变电站电容器组、同变电站不同容量电容器组谁优先投入。
☆省网关口功率因数不合格时优化220kV及其下级变电所的电容器组的投切。
全网电压优化调节功能
☆当无功功率流向合理，某变电站10kV侧母线电压越上限或越下限运行，处在不合理范围时，分析同电源、同电压等级变电站和上级变电站电压情况，决定是调节本变电站有载主变分接头开关还是调节上级电源变电站有载主变分接开关档位。实现全网调节电压，可以达到以尽可能少的有载调压变压器分接开关调节次数，达到最大范围的提高电压水平，同时避免了多变电站多主变同时调节主变分接开关调节振荡。
☆实施有载调压变压器分接开关调节次数优化分配，保证了电网有载调压变压器分接开关动作安全和减少日常维护工作量。
☆实现热备用有载调压变压器分接开关档位联调，热备用有载调压变压器，其分接开关档位调整数与运行有载调压变压器分接开关档位调节一致，可迅速完成热备用变压器并联运行。
无功电压综合优化功能
☆当变电站10kV母线电压越上限时，先降低主变分接开关档位，如达不到要求，再切除电容器；当变电站10kV母线电压超下限时，先投入电容器，达不到要求时，再提高主变分接开关档位，尽可能做到电容器投入量达到最合理。
☆预算10kV母线电压和负荷变化，防止无功补偿设备投切振荡。
逆调压
软件系统可以根据当前的负荷水平，在电压合格范围内，进行全电网分析，自动实现高峰负荷电压偏上限运行，低谷负荷电压偏下限运行的逆调压功能，以及顺调压、恒调压功能。
友好的操作界面
图形界面（使用北京图王软件公司的visual graph图形系统）采用外放式结构，维护人员可以自行编辑图形界面以适应电网主接线的变化，维护简单方便。
语音提示功能
系统发出指令和异常信息时均会有语音提示。
控制信息管理功能
有电压曲线图、有功负荷曲线图、无功负荷曲线图、功率因数曲线图和变压器档位曲线图；对所有动作信息自动存档并可生成各种报表，以供值班调度员查阅和分析。
系统采用集中决策、分层分区控制的方式，综合考虑电网安全约束条件，通过在线的优化计算，提出合理的电压校正和无功优化策略，从而实现全网自动电压控制。实践证明，这是一种科学、安全、有效的控制方法。系统经过长时间多地区的运行，设计合理、功能先进，运行可靠，产生的经济效益和社会效益十分可观。（以下数据分析都以泰州供电公司运行情况为例）。
◇减少了有载调压变压器分接头开关动作次数
有载调压变压器分接头调节次数由以前每台每天平均10次，降低到目前每台每天平均5次，动作次数降低了50％，提高了设备的使用寿命，减轻了检修劳动强度。
◇减少了电能损耗，取得了明显的降损节能效益。
2000年1—4月份泰州地区电网的网损率为1.25％，同比降低了0.54个百分点：同时提高了地区受点功率因数，由以前的0.89提高到0.97，释放了线路和变压器输送容量7.3％，降损节电效果显著。
◇提高了电压质量。
2000年1-4月份泰州地区电网10kV母线电压合格率达到99.25％，同比提高了1.06个百分点。用户B、C、D类电压合格率达到98.37％，同比提高了0.67个百分点。
◇减轻了调度值班人员劳动强度，真正实现了全网无功电压实时控制，完善并提高了无人值班变电站自动化水平。
◇提高了电网的安全运行水平。
本控制系统自适应功能强，如自动纠错、自动闭锁、自动形成相关动作数据等；安全控制功能强，如遇突发事件，控制系统会自动处理，不会发出影响电网与主设备安全的操作指令；人机界面友好，操作简便，安全可靠。
◇投资少，回报率高。
“全网电压无功优化运行闭环控制系统”就设备投资而言，费用少。系统投运后，提高了10kV母线电压合格率平均约0.57个百分点；降低了全网年电能损耗平均约155万千瓦时；增加了书配电设备能力平均约5.5％；减少了监控中心值班人员劳动强度约60—80％；与安装VQC无功电压控制设备相比，每20个变电站节约投资至少100万元，且免除了大量的硬件维护。
◇准确地掌握了主变分接头开关、电容器开关每年每月每日动作次数，为最大限度的发挥设备潜力和设备检修提供了依据。
◇地区电网电压无功优化运行闭环控制系统是一套图文并茂的现场实时培训系统、提高了调度、集控人员运行管理水平。 -
电网调度仿真
2008-07-15 10:51:22
关键字：电网,调度,仿真,DTS,电力,图形,建模,培训,供电局,开发,设计,模型,架构,SCADA,RTU,线路,软件仿真,仿真算法库随着我国电网互联的加速和电力市场改革的深化,对电网仿真培训技术提出了新需求和新挑战,电网调度员培训仿真(DTS)系统将迎来新的发展机遇.在总结DTS系统新需求和新技术的基础上,对现代DTS系统的概念进行扩展,指出现代DTS系统具有广域化、集成化、市场化、自动化和用户化等新特征,介绍这些特征的内涵：电网调度仿真系统的主要功能：全过程仿真电力系统动态行为，可用于电力系统运行方式研究、安全稳定分析、事故重演和分析等。对运行人员进行正常操作、事故判断和处理、系统恢复的培训等；对运行人员的各种操作能力、事故判断和处理能力进行鉴定与考核；对保护定值和自动装置定值进行校验仿真的内容范围：发电机、输电线路、负荷、变电站的主接线方式、变压器、断路器、隔离开关、电容器、电抗器等相关设备仿真程度：建立电力系统元件模型、电网模型、继电保护模型、自动装置模型，具有自动拓扑分析、动态潮流计算、实时故障分析、机电暂态稳定计算、频率计算的功能，可实现电力系统全动态过程仿真 ，比如：DTS的功能包括电力系统仿真、继电保护及安全自动装置仿真、RTU数据采集子系统仿真和控制中心SCADA仿真。许多系统的开发是根据当地实际情况实现功能上与仿真程度上的裁减与扩展。对网、省调而言，调度员需要负责电网的稳定，调度网内的发电机，控制与外网的交换功率；对小型地调而言，保证供电安全可靠是首要职责，系统的运行方式变化相对较小。而对像一些特大型和大型供电局的地调来说，网内电气元件众多，系统的运行方式变化复杂，系统的安全稳定运行对主网的稳定运行有着至关重要的作用，电网运行过程中稍有不慎，就会产生巨大的社会影响，因此其DTS除了具有一般地调DTS所具有的基本功能外，还必须针对当地电网的特点，开发适应该地区的调度的新功能。仿真方式：软件仿真，硬仿真（传统方式），变电站数字物理混合仿真 ，电网－变电站一体化仿真 ，发电厂－变电站一体化仿真仿真对象：常规变电站，综合自动化变电站，供电局仿真系统的技术特点：1)在系统的分析、设计、编程过程中，采用了面向对象技术，使系统更具灵活性，保证系统的可扩充性和可维护性；3)工程师台支持继电保护和自动装置的模块化建模方式，不需编程、不需记忆任何字符命令，即可搭出用户自定义的二次模型，同时提供多种模型变量的检索、调试手段，具有算法在线帮助功能，支持模型在线修改。5)具有标准化数据库接口，可与EMS相联。6) 能兼容仿真不同的电压等级，不同的电压等级有不同的电网拓扑结构，例如： 500 kV，220 kV，110 kV，35 kV，10 kV和6 kV六个电压等级的输、供电网，就有六种电网结线方式，不同的供电局有多个不同电压等级。由于电网结线复杂、运行方式多样，要想在尽可能短的时间内培训出合格的调度员，以适应当地电网的迅速发展，必须提供一种能够模拟电网中可能发生的任何故障并且与调度环境相一致的培训场景——调度员培训仿真器(dispatcher training simulator，缩写为DTS)。仿真系统的框架：
