配网合解环影响线损的改善方法

引言

线路损耗与流经导线的电流和时间有关,当配网线路进行合解环操作时,为了减小线损,本文提出了两种方法:合解环与AVC系统配合,以减少合环电流:一键顺控快速合解环,以减少合环时间,从而降低线损。这两种方法对于提高供电公司的经济效益具有重要意义。

1母线电压差对线损的影响

国内变电站的配网母线额定电压多为10kV,根据调度规程,在正常运行方式下,电压允许偏差为系统额定电压的0%～7%,意味着10kV母线电压的合格范围为10～10.7kV,母线电压最大差值达到7000V。配网合解环示意图如图1所示,当A线路的前段(出线开关A到分段开关a）要检修时,配网调控员提前合上联络开关,完成合环,再拉开分段开关a完成解环操作,此时分段开关a到联络开关区域的负荷就转移到B线路上。

当配网线路合环时,将图1简化为等效电路图,如图2所示。其中,U1和U2分别为母线1和母线2的线电压有效值,R1和R2分别为A线路和B线路的等值电阻,X1和X2分别为A线路和B线路的等值电抗,R外＋X外为网孔等值法等效的外网阻抗,其中包括上级电源的110kV主变和线路阻抗、220kV主变和线路阻抗等,P+＋O+表示合环后在两条线路中形成的循环功率,11和12分别为未合环前A线路与B线路的初始电流有效值,1+为合环后的稳态环路电流,由于暂态时间为毫秒级,对线损影响小,故本文不作考虑。

根据电路基本定律,可以计算出:

代入公式(1）可得:

根据电路叠加定律,合环后A线路的总电流为初始电流叠加1+,在实际电网中,线路电阻相对电抗来说很小,可忽略。假定A线路与B线路的负荷差不多,初始电流一致,线路参数

也一致,由于主变接线方式为y/A接线,所以Uj1与Uj2的相位相同,合环后的稳态环路电流有效值可以简化为:

可以看出,当10kV母线电压差值越大,1A总m11＋1+也越大,合环电流越大将导致线路线损增加,当合环两侧母线电压相同时,1+m0,则A线路与B线路合环后的电流还是线路初始电流,不会导致线损增加。

2合解环降损系统

2.1合解环与AVC系统的配合

配电自动化系统是一套实现配网调度员在远方针对配电设备进行实时监视、调度和操作的自动化系统,主要由配电自动化系统主站、配电自动化系统子站(可选）、配电自动化终端和通信网络等部分组成,配电自动化系统主要分为配电网运行监控基本功能与配网运行状态管控拓展功能。

常州供电公司在配电自动化系统的应用程度处于国内领先,先进的图模库一体化技术使得新一代主站系统Оpen5200方便开发利用。本文提出两条线路合环前,在Оpen5200系统中,在联络开关处能右键弹出母线电压差调节对话框,利用自动拓扑分析功能,通过联络开关拓扑到线路两侧上游10kV母线处,结合主配网实时转发功能,与自动电压控制系统AVC系统配合,由AVC系统判断合环10kV母线两侧电压差,优化控制策略,进行主变档位调节或者投切无功补偿装置,结合公式(3）,使得两边母线电压差减少到最低,降低合环电流。

AVC主站系统监视配网母线的实时运行信息,在线进行自动电压控制计算,并将控制指令发送到厂站端执行,AVC主站从调控中心能量管理系统(EMS）获取电网实时数据及有关信息,AVC主站与新一代主站Оpen5200系统的数据交互主要包括电网模型参数、实时运行数据、控制执行指令,通过计算发出遥控和遥调指令,使得联络开关上游两侧母线电压差最小,减小了合环电流,进而降低线损。

2.2一键顺控合解环

传统的合解环操作流程如下:调度员监护操作票,发令合上联络开关,另一位调度员复诵调令,调度员到单线图选择合环开关,遥控预置,遥控返校,遥控执行,调度员根据遥信和遥测确认开关合上后,再进行上述一系列步骤的解环操作。

传统的遥控操作对开关预置是逐个进行的,每个开关的预置时间平均为2s,为了减少合解环时间,本文提出:对于线路上合解环处都具备遥控条件的开关,由配电主站提前对合环开关与解环开关预置,在配网接线图上提前进行合环开关与解环开关的预置操作,两只开关都预置成功后,弹出对话框,由调控员确认遥控执行。应用一键顺控合解环系统后的流程如下:系统设定好合、解环开关,由软件自动提前预置好这两只开关,程序合上联络开关,程序判断开关已合上,拉开解环点开关,程序判断解环开关已拉开,简化了整个合解环步骤,整个合解环过程由软件自动完成,合环成功后立刻解环,消耗时间主要为主站遥信判断时间和主站与终端的传输时间,平均合环持续时间(有环路存在的时间）很短。对于合环点为二遥开关,解环点为三遥开关的合解环操作,系统根据遥信、遥测判明合环成功后,即可自动完成解环遥控操作。

3结语

本文针对配网合解环如何降低线损的方法进行了研究,提出通过合解环与AVC系统的配合来降低合环电流,应用一键顺控软件来降低合环时间,能够有效降低线损,并得出以下结论:(1）母线电压差的降低会导致合环电流减小,两条合环线路所在10kV母线如没有母线电压差,则合环后的电流还是线路初始电流:(2）一键顺控合解环由程序自动执行,从合环到解环的时间比传统合解环缩短了约2min,能够有效减少合环时间,降低线损。