配網電能質量設備的通信化改造實現(xiàn)的論文

　　摘 要：配網作為電力系統(tǒng)的末端，各地因為實際請不同，其配網發(fā)展情況相當不均衡。在文中對我國配網的主要特征以及早期配網電能質量改造現(xiàn)狀進行了分析，介紹了待改造設備的類型，以此為基礎對配網電能質量設備的通信化改造進行了探討。

　　關鍵詞：配網；電能質量；改造

　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.218

　　1 我國配網的主要特征

　　隨著國民經濟的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進程日益加快，配網的電能質量問題呈現(xiàn)出新的特點，迫切需要解決[1]。早在“十二五”期間，國家電網公司已經開始對配網進行了新一輪的改造，集中解決農村電網薄弱問題，提高農村電網供電可靠性、旨在完成配網以低電壓為典型代表的電能質量綜合治理[3]。

　　目前看來，配網處于電力系統(tǒng)的末端，各地配網發(fā)展很不均衡，總結起來，配網具有如下幾個主要特征[2]：

　�。�1）中高壓線路網架多為單向輻射式結構，僅部分區(qū)域進行了環(huán)網改造；（2）配網線路普遍存在線路偏長、導線偏細、分支過多、負荷小且分散的問題；（3）配網用電負荷持續(xù)加大，感性大負荷持續(xù)增多，部分線路工業(yè)用戶不斷增多。

　　以上原因導致配電網供電質量差、功率因數低、線損大。前期由于資金短缺和安裝條件的限制，配網的電能質量改造一直未能大規(guī)模鋪開，直接導致配網無功功率流動頻繁，網損居高不下，電能質量低下，嚴重時甚至無法保證正常供電[3]。

　　2 早期配網電能質量改造現(xiàn)狀

　　統(tǒng)計結果表明， 電力系統(tǒng)中的13%的電能損失發(fā)生在配電網中，80%的用戶停電是由于配電網故障引起的。對配電網改造和規(guī)劃問題進行深入研究，在降低電能損失的同時大幅度提高供電質量和可靠性對促進發(fā)展、提高電力部門的經濟效益與競爭能力具有重大的現(xiàn)實意義[1]。

　　前期，各個省市在配網電能質量治理方面做出了有益的嘗試，這些項目改造普遍存在以下特點[2-3]：

　�。�1）項目多以無功功率優(yōu)化為目的，多數屬于電容式固定容量補償，過補償、無功倒送問題嚴重，需要人工就地操作、維護工作量很大；

　�。�2）補償電容、交流接觸開關質量欠佳，過電壓和涌流抑制措施不完善，設備損壞率居高不下，部分設備已經損壞退出運行；

　�。�3）工作人員對設備缺乏了解，不能對設備進行有效的維護與故障處理，使得已完成項目設備投入率不高；

　�。�4）現(xiàn)有電能質量改造沒有實現(xiàn)遠方通訊功能，不能對設備的運行狀態(tài)進行遠方監(jiān)測，因此對各臺區(qū)自動補償裝置的維護量非常大，實際運行情況沒有得到及時的管理。

　　隨著技術的日趨成熟，電能質量改造設備功能逐漸完善、產品質量趨于穩(wěn)定，這樣以來對改造設備的管理就提出了更高的要求。為減輕現(xiàn)場運維人員的勞動強度，提高設備的智能化水平，適應電網的智能化管理要求，本文提出一種低成本的、簡便可行的適用于電能質量改造設備的通信化改造方案。

　　3 待改造設備的類型

　　目前主流的電能質量改造設備并聯(lián)接入電網（少數設備串聯(lián)入電網，比如高低壓串聯(lián)補償、調壓變壓器），并采集電網側或者負載側的電壓電流信號[4]，經分析運算得到改造節(jié)點需要注入的補償需求量。

　　具體來說，有待進行通信化改造的設備包含但是不限于線路無功補償裝置、線路串聯(lián)補償裝置、線路并聯(lián)補償裝置、三相平衡裝置、線路調壓器、高低壓靜止無功發(fā)生器、有源濾波器等改造設備。本文提到的通信化改造可以方便的囊括傳統(tǒng)的改造設備和新式的改造設備，既能覆蓋存量設備又能覆蓋增量設備。

　　4 設備通信化改造方案

　　設備的通信化改造旨在實現(xiàn)改造節(jié)點的實時信息采集、設備狀態(tài)采集、歷史數據回調，實現(xiàn)信息遠程傳輸，必要的時候可以亦可以實現(xiàn)設備的遠程控制，是實現(xiàn)電網設備的可視化和可控化的前提條件。

　　改造設備的通信實現(xiàn)需要配合設備本體上的信號采集、信息存儲和控制執(zhí)行單元進行工作，對于該部分功能缺失的設備，需要增設對應的功能單元。設備通信改造必需的功能單元主要包括：

　�。�1）節(jié)點典型電氣參數采集單元。主要包括電壓、電流等各類電氣參量的信息采集及存儲，對于需要進行潮流方向鑒別的設備來說，設備的進出口均需設置電氣參數采集單元；

　　（2）改造設備操作單元指令接收功能。為了實現(xiàn)遠程控制，設備的操作單元需要接收來自監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令，并且該指令可以控制操作單元的運行、退出以及補償進度。補償進度的變化應實時反應在狀態(tài)監(jiān)控信息中。為避免誤操作，遠程控制類指令可設置授權權限；

　　（3）改造設備參數設置功能。為了實現(xiàn)遠程參數設置，設備需要接收來自后臺監(jiān)控系統(tǒng)的參數下發(fā)。該功能在有授權的情況下完成，并且有關基礎通信連接的功能不能進行遠程修改，以避免修改后通信鏈接失效；

　�。�4）節(jié)點補償狀態(tài)監(jiān)控信息上傳。該部分主要將改造設備的狀態(tài)信息以及補償進度上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。該部分功能僅具有瀏覽權限，可設置為相對開放的權限，方便所有工作人員隨時查看設備狀態(tài)，分析系統(tǒng)故障。

　　5 通信化改造的好處

　　設備的通信化改造實現(xiàn)了設備信息共享，為優(yōu)化設備管理，降低系統(tǒng)運維成本提供了便捷條件：

　　（1）便于線路狀態(tài)及設備改造效果的統(tǒng)一調度和管理，方便實時全面地掌握線路狀態(tài)；（2）便于各個、各類電能質量設備的集中協(xié)調，可以實現(xiàn)全局統(tǒng)籌考慮，優(yōu)化線路改造效果；（3）遠程化的設備瀏覽、管理模式，切實降低了線路管理成本和設備巡視的人力成本；（4）為故障類型查找、故障點定位提供了基礎數據，遠程控制功能還可以快速隔離設備故障。

　　參考文獻：

　　[1]徐晶.配電網改造與近期規(guī)劃[D].天津大學，2007（07）.

　　[2]賴毅.農網配電線路無功自動監(jiān)控與補償系統(tǒng)研究[D].電子科技大學，2012（05）.

　　[3]趙文忠.農村配電網實用無功補償技術綜述[J].低壓電器， 2010（03）：34-38.

　　[4]劉建國.農網中壓配電線路無功補償配置的研究[D].華北電力大學，2010（04）.

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