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摘要：目前，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，当前电力企业在运行中对电网运行是否安全、经济、稳定是比较重视的，因为只有保证电网运行是安全、经济、稳定的，才能提高用电质量。在这样的背景下，电力系统实现无功电压集中控制成为当前研究的重点。本文全面地分析了无功电压的控制现状，探究了配电网无功电压实时优化集中控制策略，为保障电网运行水平实现安全或稳定提供了技术支持。
关键词：配电网；无功电压；集中控制优化
引言
由于直接向用户端供电，因此10kV以下配电网电能质量的优劣将直接影响着用户的生产和生活，而目前10kV以下配电网无功补偿的方式主要是在变电站集中补偿大容量的电容器，由线路输送无功补偿线路缺额，而且在输电线路必要处也没有安装无功补偿装置，这些都严重影响了10kV以下配电网的电能质量，故研究10kV以下配电网无功电压优化及集中控制系统是大势所趋。
1配电网无功电压控制现状分析
电网科研人员在长期的工作中，发现在电网中有一项科学的技术是无功电压控制的自动化技术，通过对该项技术进行研究发现，这一技术为电网的发展注入了动力。经过科研人员的深入研究，科研人员总结出了电压无功优化的核心思想的内容为通过电量的调节和改变，在电压幅值和相角处于等状态变量控制时，结合系统功率守恒原则，保障电能的质量和安全要求。国外对无功电压优化控制技术的研究不再只停留在理论层面，而是进行了大量的实践，并且取得了理想的成效。然而我国对无功电压优化控制技术的研究却是存在一定的局限性的，只有一些地区开始实现无功电压优化控制，分散调整是无功电压优化控制的主要方式，使用这种方式可以利用系统状态进行分析和计算，对无功电压进行控制。但是一些地区并没有对无功电压进行深入地研究，在实现无功电压优化控制方面是存在滞后性的。总体来说，我国的配电网无功电压控制现状是不乐观的，需要电力企业的科研人员进一步对配电网无功电压控制进行深入研究，这样才能减少与国外的差距。
2配电网无功电压实时优化集中控制策略
2.1主控程序模块
从SCADA系统中采集10kV配网首端的状态参数（如有功功率、电压等），然后用改进的优化算法（本文采用改进GA-TS算法）来对数据进行优化处理，得出优化结果后输出，实现各数据库（整点数据库、设备数据库、用户数据库及上停电数据库等）的管理，并且形成10kV线路补偿装置调节指令和0.4kV侧并联电容器操作命令，然后由接口程序负责调节分接头和电容器指令的具体执行。作为10kV以下配电网无功电压优化及集中控制系统的核心模块，主控程序模块负责所有对所有数据进行处理及形成相应的操作命令，因此其设计是本系统的重中之重。
2.2网络传输通道
在配电网无功电压实时优化集中控制中首先应该保证数据传输的安全性。具体的方式是使用内存数据库技术对数据进行存储。然后，计算机运行的稳定性也是配电网无功电压实时优化集中控制的重要内容，在开展实时监测和控制工作时，应该结合实际情况合理设置变压器数量。用多线程技术保证网络传输通道是顺畅的。最后，应该对传输的数据进行全面地检查，避免数据的错误，提高数据的准确性。
2.3集中优化控制
随着分布式电源的接入，配电系统的电压波动变得更加快速而剧烈，无功电压的动态特性也变得异常复杂。因此，构建了如式（10）所示的配电网的无功优化数学模型。该模型不仅需要满足传统配电网的各种约束，且还需满足分布式电源无功调控能力的物理约束。
本文提出了一种平衡设备操作次数和优化效果的电网无功控制方法，通过动态调整功率因素来优化无功补偿设备的控制精度，并避免设备的频繁操作，具体步骤如下：1）依据10kV配电网的连接与运行方式按照公式（10）建立计算模型。2）定期采样各点的无功补偿容量和负荷数据，计算实时参数。本文提出的集中优化控制方法，不仅可以通过日动作次数来判断设备动作的频繁程度和无功补偿设备的控制精度，且还能解决无功优化反复投切的问题。
2.4分散趋优控制
配电网的分散趋优控制方法并不严格依赖配电线路，通过通信手段和区域数据采集因地制宜地确定分布式电源无功出力和低压无功补偿的控制方法。该方法不仅可兼顾设备的经济性、安全性以及电网的运行特性，且还具有更好的鲁棒性和适应性。
2.5SCADA系统调度
SCADA系统可以为数据传输构建一个安全的环境，还可以保证接口的性能是比较稳定的。通过调度SCADA系统的数据传输信息，可以在同一时间执行多项指令，全面控制系统，这样一来可以极大提高工作效率。
2.6电网拓扑模块
电网拓扑模块主要包括如下两个部分：（1）动态拓扑模块。随着电网运行状态的变化，动态拓扑模块的数据也在发生着相应的变化，该模块的功能，一方面是在系统使用前，通过图形化的方式来描述配电线路及补偿装置的位置和容量；另一方面是在系统运行过程中，当配电网运行状态发生变化时，通过动态拓扑模块来进行相应的修改；（2）静态拓扑模块。静态拓扑模块主要是对电网设备间的物理拓扑连接关系进行描述，需要注意的是，当网络拓扑结构发生变更时，操作人员可以方便的进行修改操作。
2.7配电网无功电压优化及集中控制系统的具体功能
第一，对配电网无功电压进行综合优化。当10kV以下配电网各节点电压超过规定限值时，无功电压优化及集中控制系统会自动对电容器投切控制的最优策略进行计算，从而确保10kV线路补偿装置和0.4kV侧并联电容器的优化投切。第二，对配电网进行无功补偿和调度功能的优化。在保证10kV以下配电网及线路电压质量合格的前提下，无功电压优化及集中控制系统能够对10kV线路无功潮流的分布、无功功率在配电网和线路中的分布进行精确控制，并且还能够根据各节点、线路及用户端电压水平的高低，决定执行补偿电容器的切除或投入控制。第三，补偿电容器最优配置。根据10kV以下配电网的实际负荷，无功电压优化及集中控制系统能够对各配电变压器10kV线路补偿装置和0.4kV侧并联电容器的安装地点和配置容量进行计算，根据计算结果来判断该安装位置和容量是否处于最优状态，从而制定相应的调整策略。第四，故障预警。无功电压优化及集中控制系统能够对10kV以下配电网的电气设备进行实时监测，判断无功和电压分布是否合理，并且根据监测结果来发出故障报警（声音、信号及文字等三种方式），确保将潜在的故障扼杀在萌芽阶段。第五，理论损耗的在线计算。无功电压优化及集中控制系统能够对10kV以下配电网的理论损耗进行在线计算和实时报告，从而确保工作人员采取适当的降耗措施来实现整个配电网的经济调度。第六，曲线报表的查询。功率因数曲线、电压曲线、负荷曲线、设备动作次数曲线及设备状态等都能够被工作人员查询。以电压曲线的查询为例，工作人员可以设定查询条件，来对一天、一季度或者是任意时段内配电网的电压变化（合格率、电压大小、越下限时间、越上限时间等）进行查询，并且可以根据历史电压数据的分析来制定合理的投切操作。
结语
为了给用户提供稳定和高质量的电力，减少电能的损耗，对配电网无功电压实时优化集中控制是至关重要的。电力企业在以后的工作中应该对配电网无功电压实优化集中控制技术进行更加深入地研究，探究更多科学的配电网无功电压实时优化集中控制措施，为我国电网建设的可持续发展提供技术支持。
参考文献：
［1］李宁．配电网无功电压优化控制求解的一种新方法［J］．电力系统自动化，2012（09）：24．
［2］李永生．在线无功电压优化与控制系统的研究及其实现［D］．北京：华北电力大学，2010．