试论多种低压智能配电设备协调运行控制系统

钞明

摘 要：本文主要分析多种低压智能配电设备联合运行的特点，并研究了其协调控制运行的特点，结合了相关实测案例，以求能够相关单位正确认识电能质量改善效果，为国家智能电脑网协调控制提供参考借鉴。

关键词：低压智能配电设备；协调控制；电能

近年来，随着我国电能不断发展，大量的电力问题如电网无功、三相不稳定、电压波动等问题逐渐出现，其不管给电网设备造成了很大的问题，如过于严重的线路消耗，其还影响了电力系统的安全问题运行。为了全面解决电网运行中存在的问题，低压电网设备出现了智能化的转变。目前，我国的配电网系统对于改善电能质量的配电网设备主要包括无功补偿装置，滤波、低压三相不平衡的补偿装置，智能调节装置等。这些装置能够改善电能治理，帮助解决一些电能质量问题等。本文针对此问题提出了相关的低压联合运行概念，分析了多种智能配电系统在公用电网中合理运行，希望能够为有效解决低压配电网中的问题做出参考借鉴。

1.低压智能配电设备协调控制设计

一般而言，无功补偿装置和三相不平衡负载补偿装置的只能协调运行，需要电网发挥信息采集、数据分析和处理的功能，建议系统可以按照预先设置的控制策略，借助实时采集系统的电网、电压、电网电流和相关负载电流等，全面分析，计算无功率，谐波和一些三相不平衡的参数，通过此方式来分析高速数据的总线，最终实时控制外部多种智能电压设备的协调运行。

一般而言，要想提高电网的传输能力和相关设备利用率，电网的线损和相关功率的影响关系为 ，其中P指的是现有传输的有功功率，而S指的是视在功率。通常会将系统功率的因数限定在0.3左右，含有0.95以上的补偿，而在相同线路的影响情况下，功率的因数提升可以让变压器等设备利用率提升在65%以上。

此外，在规划智能电网设计中，也需要考虑到电能费用的使用，根据国家相关规范，将无功功率按照经济当量进行估算，可以得到以下公式。

其中△F指的是节省的电费，QC指的是无功补偿的容量，而β被界定为有功电度的单位价格。Cb是无功功率的经济当量，T是补偿装置运行的小时数， tanδ是补偿设备的消耗量。以上规律可以看出，借助功率因数提高和谐波含量，能够大大降低线路损耗，借此来提升设备的运行率，这有很好的节能效果。

2.系统结构

智能低压配电在协调控制方面，相关数据处理方式如下图所示（图1 ：智能

低压配電设备协调运行控制系统图），内部设备包括了集成主控制器功能的APF，具有小容量和快速动态处理的SVG，以及由晶闸管控制的电容投切装置TSC，以此来保证电压能够精准动态地调节。

（图1 智能低压配电网设备运行控制系统结构图）

3.电网系统的控制策略

以上可知，在主系统控制器中，最高级别的控制单位需要协调运行控制器通过低压设备的总线CAN和主控制交换信息，且每个智能电网的投入或者切除、容量处理都会受到主控制器的指令协调完成。为了让整个系统设备设计可以根据现场的实际情况，最大限度地满足现场的不同需求。已完成系统配置的最优化，相关系统可以有多种组合方式。

3.1谐波影响

实际上，对于谐波影响较大的工作环境，系统会优先考虑到谐波的处理。通常而言，谐波治理，主要由APF来完成，在优化谐波治理的前提下，APF的剩余容量可以快速分配到无功补偿，以帮助SVG完成快速处理任务。

3.2小功率且波动频繁

分析一些小功率且工作较为频繁的工作场合，建议系统优先考虑快速动态的无功补偿状态，并将相关无功补偿状态采用SVG来完成，并分配给APF一定容量用于快速动态无功补偿。

3.3无功因数低

针对无功因数低且功率大的工作场合，建议系统优先选取大容量，固定无功补偿设备，例如晶闸管投切电容器设备等，另外再备制一些小容量的APF和无功补偿设备。

3.4三相负载不平衡

分析需要考虑谐波治理的三相负载不平衡的工作场合，可以不安装单独的三相负载不平衡装置，可以借助APF来获得补偿。

3.5综合问题严重

对于谐波、三相负载不平衡问题都较为严重的工作场合，需要整体调整各种设备的容量，并优化设备运行阐述，且APF在保证谐波治理的前提下，借助冗余容量可以灵活地改善三相负载不均衡补偿的问题。

4.对于改善无功补偿以及谐波治理的相关控制策略

系统的基本策略如下，当系统发生短暂的动态扰动时候，AVG会改变输出方式，让电网重新归与稳定的状态。由于大容量的SVG承担着大部分务工需求输出，TSC的运行仅仅支持小部分的无功平滑动态调节，以保证SVG的动态能够得以保存。

有且仅当电网的无功需求瞬间发生重大变化时候，主控制器首先就可以通过控制中线启动快速SVG进行补偿，之后再逐步投入TSC，最终让整个SVG进行无功补偿，已让其容量达到最小。此时，让主控制器根据瞬时谐波电流对谐波畸变率值进行分析，并对其中较为固定且容量大的 谐波放入LC范围内进行滤除，最终让较小的容量和变化速度快的谐波投入到APF中进行滤除。除此之外，SVG还有部分余量的谐波辅助去除功能，若电网无功率补偿后依旧剩余容量，主控制器就需要结合0.95的概率进行计算，最终决定将SVG投入到对应的容量中。

5.结语

综上所述，本文所提倡的多种低压智能配电设备协调运行控制系统在运行中完成了智能电网的建设任务和目标，且根据相关专家组成的测试组，对现有的装置现场进行了测试分析。相关运行表明，结合低压智能配电网的协调配置，能够降低线损、节约电费，且兼顾无功补偿、谐波治理、三相电压不平衡等电能质量。是一种功能强大、性能优良、性价比较好的综合补偿装置。

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