專利名稱：分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種分 布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)。 二、背景技術(shù)目前能源短缺是世界性的問(wèn)題，因此如何充分發(fā)掘現(xiàn)有資源和設(shè)備 潛能，是促進(jìn)能源合理利用、降低資源浪費(fèi)的有效途徑，而對(duì)于電力能源的輸送和終端設(shè)備 的使用管理，在目前的技術(shù)條件下，電網(wǎng)間的電能傳輸效率仍然較低，存在大量無(wú)謂的電力 損耗，造成了巨大的能源浪費(fèi)。 為此，2006年國(guó)家電網(wǎng)公司確定了"十一五"期間建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的指導(dǎo)思想以 電網(wǎng)建設(shè)引導(dǎo)電源建設(shè)，引導(dǎo)可再生能源的發(fā)展；推進(jìn)特高壓電網(wǎng)建設(shè)，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的國(guó)家電 網(wǎng)，提高資源配置效率；減少電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)中的土地占用和原材料消耗；堅(jiān)持科技創(chuàng)新，優(yōu) 化電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行，提高電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的低損耗傳輸；提高電氣化水平，增加電力在終 端能源消費(fèi)中的比重；加強(qiáng)需求側(cè)管理，推廣應(yīng)用先進(jìn)節(jié)電技術(shù)，提高電能終端使用效率。 因此，切實(shí)提高電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)損耗，是實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)效益最大化的重要措施 之一。AVC系統(tǒng)(automaitc voltage control)作為目前國(guó)內(nèi)電壓無(wú)功控制方面比較新的 技術(shù)，其研究主要分為以下幾種 1)基于變電站的電壓無(wú)功控制裝置(VQC裝置) 目前市場(chǎng)上常用的VQC(Voltage Quality Control)電壓無(wú)功控制裝置基本上是 以九區(qū)域圖及其衍生圖進(jìn)行單廠站的電壓無(wú)功控制。九區(qū)域圖法直觀明了，簡(jiǎn)單易行，可以 在一定成度上解決單個(gè)變電站的電壓合格率和功率因數(shù)。但是以九區(qū)域圖法為基本策略的 VQC裝置為信息孤島，同時(shí)也是控制孤島，不能實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)無(wú)功電壓最優(yōu)控制。在二級(jí)有載調(diào) 壓電網(wǎng)，會(huì)出現(xiàn)電壓頻繁調(diào)整，容易造成電壓調(diào)節(jié)不合理現(xiàn)象或者設(shè)備無(wú)謂動(dòng)作；由于每個(gè) 變電所都必須安裝無(wú)功電壓控制裝置，投資大，設(shè)備維護(hù)量顯著增加。 2)主站端"集中分析集中控制AVC系統(tǒng)""集中分析集中控制AVC系統(tǒng)"只一套軟件，通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)采集全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)遙測(cè)、遙信等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分 析和計(jì)算，有載調(diào)壓變壓器分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投切控制指令，借助調(diào)度自動(dòng)化系 統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行。但此方案不能實(shí)現(xiàn)分布式AVC系統(tǒng)的功能，同時(shí)今后一旦上集控站系統(tǒng)，該技 術(shù)方案就無(wú)法滿足。 3)主站"基于多智能體技術(shù)的分布式AVC系統(tǒng)" 隨著變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人值班變電站已被廣泛采用，為確保電網(wǎng) 及無(wú)人值班變電站的有效運(yùn)行，在電網(wǎng)調(diào)度的層次之下建立多個(gè)集控站，由集控站管理若 干個(gè)無(wú)人值班變電站，使得原來(lái)站內(nèi)值班人員所作的工作可由集控站人員來(lái)遠(yuǎn)方完成，因 此電力系統(tǒng)運(yùn)行管理模式逐步成為調(diào)度中心+多個(gè)集控站、調(diào)度管理與設(shè)備監(jiān)視控制分離 的模式。 由此，地區(qū)電網(wǎng)電壓無(wú)功控制實(shí)際上是一個(gè)分級(jí)、分層的、復(fù)雜的分布式遞階優(yōu)化 控制問(wèn)題，而基于多智能體技術(shù)的分布式AVC系統(tǒng)，使得軟件上能實(shí)現(xiàn)邏輯上和物理上分 散的系統(tǒng)并行、協(xié)調(diào)地求解問(wèn)題，有效的解決。
3三、實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào) 度自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)采集全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)遙測(cè)、遙信等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)AVC 設(shè)備投入合理和無(wú)功分層就地平衡與穩(wěn)定電壓，實(shí)現(xiàn)主變分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少和電容器 投切最合理、電壓合格率最高和輸電網(wǎng)損率最小的綜合優(yōu)化目標(biāo)。 本實(shí)用新型所采用技術(shù)方案 —種分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，含有作為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的N個(gè)變電站，其中N為 自然數(shù)，其中每個(gè)變電站含有遠(yuǎn)動(dòng)控制終端和變壓器、電容器，遠(yuǎn)動(dòng)控制終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò) 連接變電站主變壓器測(cè)控裝置和電容器測(cè)控裝置，系統(tǒng)含有地網(wǎng)區(qū)域管理系統(tǒng)，所述地網(wǎng) 區(qū)域管理系統(tǒng)包括調(diào)度臺(tái)和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房，調(diào)度臺(tái)含有AVC系統(tǒng)監(jiān)視工作站和SCADA系統(tǒng)監(jiān)視 工作站，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房設(shè)有AVC系統(tǒng)服務(wù)器和SCADA系統(tǒng)工作站以及調(diào)度前置機(jī)，所述AVC系統(tǒng) 監(jiān)視工作站、SCADA系統(tǒng)監(jiān)視工作站、AVC系統(tǒng)服務(wù)器和SCADA系統(tǒng)工作站以及調(diào)度前置機(jī) 通過(guò)以太網(wǎng)交互通訊連接，其中調(diào)度前置機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接各變電站遠(yuǎn)動(dòng)控制終端。 所述的分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，AVC系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)的接駁接口采用標(biāo) 準(zhǔn)104\101通訊規(guī)約或TCP/IP通訊或者UDP報(bào)文通信或者直接調(diào)用SCADA系統(tǒng)動(dòng)態(tài)鏈接 庫(kù)的通信方式等，由雙方編制通訊進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 所述的分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)采用多智能體技術(shù)架構(gòu)，B/ S與C/S架構(gòu)相結(jié)合，可快速構(gòu)建調(diào)度中心主站、集控站工作站、維護(hù)工作站、WEB發(fā)布工作 站，多數(shù)據(jù)和多控制通道。 軟件系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)并顯示電網(wǎng)中各變電站的運(yùn)行情況，包括變壓器的運(yùn)行狀態(tài)， 各側(cè)母線電壓；分接頭檔位；流經(jīng)變壓器的有功功率、無(wú)功功率和電流；變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)狀 態(tài)；母線開(kāi)關(guān)狀態(tài)。電容器開(kāi)關(guān)狀態(tài)；進(jìn)線開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及有功、無(wú)功、電流。系統(tǒng)內(nèi)嵌主網(wǎng)無(wú) 功補(bǔ)償優(yōu)化規(guī)劃模塊，自動(dòng)處理數(shù)據(jù)斷面并存儲(chǔ)，綜合不同負(fù)荷需求和增長(zhǎng)率，優(yōu)化變電站 無(wú)功補(bǔ)償配置，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理地規(guī)劃電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償，合理利用投資，同時(shí)提高調(diào)度效果，降 低網(wǎng)損。 本實(shí)用新型的有益積極效果 1、本實(shí)用新型分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，使得電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的水平躍上新 的臺(tái)階，電網(wǎng)的運(yùn)行從人工粗放式控制提高到自動(dòng)閉環(huán)優(yōu)化控制。依據(jù)"就地補(bǔ)償，分層平 衡"的AVC原則，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷水平或負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合考慮設(shè)備投資、降損及調(diào)壓 效果，優(yōu)化計(jì)算各220kV、110kV及35kV變電所的并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器的安裝地點(diǎn)、安 裝容量和分組方式，最終形成有載調(diào)壓變壓器分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)、AVC設(shè)備投切控制指令，通過(guò) SCADA系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)內(nèi)各變電所的有載調(diào)壓裝置和AVC設(shè)備的集中監(jiān)視、 集中管理、集中分析和集中控制，實(shí)現(xiàn)主變分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少、電容器投切最合理、發(fā) 電機(jī)無(wú)功出力最優(yōu)、電壓合格率最高和輸電網(wǎng)損率最小的綜合優(yōu)化目標(biāo)。 2、電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件，本實(shí)用新型分布 式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，直接從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中獲取相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn) 行合理的AVC優(yōu)化以及在線閉環(huán)優(yōu)化控制，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，降低 電能損耗，充分發(fā)揮電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益。適用于調(diào)度+多集控站的地區(qū)電網(wǎng)分布式電壓無(wú)功優(yōu)化控制；電網(wǎng)電壓無(wú)功分層分區(qū)分級(jí)優(yōu)化控制；實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化控制。 3、本實(shí)用新型分布式電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，有效的解決了調(diào)度考核管理與設(shè)備監(jiān)視
控制隸屬不同部門(mén)的問(wèn)題，在線動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化控制的問(wèn)題。系統(tǒng)采用多智能體技術(shù)架構(gòu)，
B/S與C/S架構(gòu)相結(jié)合，可快速構(gòu)建調(diào)度中心主站、集控站工作站、維護(hù)工作站、WEB發(fā)布工
作站，多數(shù)據(jù)和多控制通道。系統(tǒng)內(nèi)嵌主網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化規(guī)劃模塊，自動(dòng)處理數(shù)據(jù)斷面并存
儲(chǔ)，綜合不同負(fù)荷需求和增長(zhǎng)率，優(yōu)化變電站無(wú)功補(bǔ)償配置，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理地規(guī)劃電網(wǎng)無(wú)功
補(bǔ)償，同時(shí)提高調(diào)度效果，降低網(wǎng)損。
四、
圖1 :本實(shí)用新型分布式電壓無(wú)功控制系統(tǒng)架構(gòu)圖 圖2 :本實(shí)用新型AVC系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)接駁圖
五具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見(jiàn)圖1、圖2。本實(shí)用新型分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，含有作為現(xiàn)場(chǎng) 控制級(jí)的N個(gè)變電站，其中N為自然數(shù)，其中每個(gè)變電站含有遠(yuǎn)動(dòng)控制終端和變壓器、電容 器，所述遠(yuǎn)動(dòng)控制終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接變電站主變壓器測(cè)控裝置和電容器測(cè)控裝置，其 特征是所述無(wú)功控制系統(tǒng)含有地網(wǎng)區(qū)域管理系統(tǒng)，所述地網(wǎng)區(qū)域管理系統(tǒng)包括調(diào)度臺(tái)和 遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房，調(diào)度臺(tái)含有AVC系統(tǒng)監(jiān)視工作站和SCADA系統(tǒng)監(jiān)視工作站，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房設(shè)有AVC系 統(tǒng)服務(wù)器和SCADA系統(tǒng)工作站以及調(diào)度前置機(jī)，所述AVC系統(tǒng)監(jiān)視工作站、SCADA系統(tǒng)監(jiān)視 工作站、AVC系統(tǒng)服務(wù)器和SCADA系統(tǒng)工作站以及調(diào)度前置機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)交互通訊連接，其 中調(diào)度前置機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接各變電站遠(yuǎn)動(dòng)控制終端。 AVC系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)的接駁接口采用標(biāo)準(zhǔn)104\101通訊規(guī)約或TCP/IP通訊或 者UDP報(bào)文通信或者直接調(diào)用SCADA系統(tǒng)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的通信方式等，由雙方編制通訊進(jìn)程 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)采用多智能體技術(shù)架構(gòu)，B/S與C/S架構(gòu)相結(jié)合，可快速構(gòu)建調(diào)度中心 主站、集控站工作站、維護(hù)工作站、WEB發(fā)布工作站，多數(shù)據(jù)和多控制通道。系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)行管 理程序自動(dòng)監(jiān)測(cè)并顯示電網(wǎng)中各變電站的運(yùn)行情況，包括變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，各側(cè)母線電 壓；分接頭檔位；流經(jīng)變壓器的有功功率、無(wú)功功率和電流；變壓器各側(cè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)；母線開(kāi) 關(guān)狀態(tài)；電容器開(kāi)關(guān)狀態(tài)；進(jìn)線開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及有功、無(wú)功、電流。 系統(tǒng)內(nèi)嵌主網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化規(guī)劃模塊，自動(dòng)處理數(shù)據(jù)斷面并存儲(chǔ)，綜合不同負(fù)荷 需求和增長(zhǎng)率，優(yōu)化變電站無(wú)功補(bǔ)償配置，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理地規(guī)劃電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償，合理利用投 資，同時(shí)提高調(diào)度效果，降低網(wǎng)損。 AVC系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，有效控制母線電壓在合格范圍內(nèi)，提高了電壓合格率。使調(diào)度 值班人員從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)。閉環(huán)運(yùn)行大幅度提高了電容器投入率，降損節(jié)電效果 明顯，方便且很好地實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；并且減少了有載調(diào)壓變壓器分接開(kāi)關(guān)動(dòng)作次 數(shù)，提高了設(shè)備的使用壽命。人機(jī)界面友好，操作簡(jiǎn)便，安全可靠。
權(quán)利要求一種分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，含有作為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的N個(gè)變電站，其中N為自然數(shù)，其中每個(gè)變電站含有遠(yuǎn)動(dòng)控制終端和變壓器、電容器，所述遠(yuǎn)動(dòng)控制終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接變電站主變壓器測(cè)控裝置和電容器測(cè)控裝置，其特征是所述無(wú)功控制系統(tǒng)含有地網(wǎng)區(qū)域管理系統(tǒng)，所述地網(wǎng)區(qū)域管理系統(tǒng)包括調(diào)度臺(tái)和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房，調(diào)度臺(tái)含有AVC系統(tǒng)監(jiān)視工作站和SCADA系統(tǒng)監(jiān)視工作站，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房設(shè)有AVC系統(tǒng)服務(wù)器和SCADA系統(tǒng)工作站以及調(diào)度前置機(jī)，所述AVC系統(tǒng)監(jiān)視工作站、SCADA系統(tǒng)監(jiān)視工作站、AVC系統(tǒng)服務(wù)器和SCADA系統(tǒng)工作站以及調(diào)度前置機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)交互通訊連接，其中調(diào)度前置機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接各變電站遠(yuǎn)動(dòng)控制終端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，其特征是AVC系統(tǒng)與SCADA 系統(tǒng)的接駁接口采用標(biāo)準(zhǔn)104\101通訊規(guī)約或TCP/IP通訊方式，或者采用UDP報(bào)文通信或 直接調(diào)用SCADA系統(tǒng)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的通信方式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)技術(shù)架 構(gòu)采用B/S與C/S架構(gòu)相結(jié)合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)。一種分布式在線電壓無(wú)功控制系統(tǒng)，含有作為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的N個(gè)變電站和地網(wǎng)區(qū)域管理系統(tǒng)，每個(gè)變電站的遠(yuǎn)動(dòng)控制終端通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接變電站主變壓器測(cè)控裝置和電容器測(cè)控裝置，地網(wǎng)區(qū)域管理系統(tǒng)包括調(diào)度臺(tái)和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)房，其中AVC系統(tǒng)監(jiān)視工作站、SCADA系統(tǒng)監(jiān)視工作站、AVC系統(tǒng)服務(wù)器和SCADA系統(tǒng)工作站以及調(diào)度前置機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)交互通訊連接，調(diào)度前置機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接各變電站遠(yuǎn)動(dòng)控制終端。本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)采集全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)遙測(cè)、遙信等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)AVC設(shè)備投入合理和無(wú)功分層就地平衡與穩(wěn)定電壓，實(shí)現(xiàn)主變分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少和電容器投切最合理、電壓合格率最高和輸電網(wǎng)損率最小的綜合優(yōu)化目標(biāo)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK201518418SQ200920224190
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者孫廣勇, 施魯寧, 楊新宇, 王建 申請(qǐng)人:鞏義市供電公司