一、 現(xiàn)狀
隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展以及新能源應(yīng)用的推進(jìn)，對電力系統(tǒng)運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性以及對電能的質(zhì)量的要求越來越高。一些大功率負(fù)荷的投入、退出，或者系統(tǒng)局部故障等，都會造成系統(tǒng)中有功功率和無功功率的大幅擾動，從而對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。同時，這些擾動引起的電磁暫態(tài)過程產(chǎn)生的過電流和過電壓又往往會危害到有關(guān)電器設(shè)備的安全。同時基于計算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備與電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負(fù)荷造成對電能質(zhì)量的污染與破壞，而電能作為商品，人們會對電能質(zhì)量提出更高的要求，因此迫切需要對系統(tǒng)的無功功率進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償。
目前國內(nèi)外電網(wǎng)企業(yè)廣泛使用的無功電壓管理手段主要是在電網(wǎng)內(nèi)部實現(xiàn)了集中決策多級協(xié)調(diào)的電網(wǎng)自動電壓管理系統(tǒng)(電網(wǎng)AVC)，電網(wǎng)AVC控制手段主要是投切電容電抗器、調(diào)整主變分接頭位置改變無功分布，下達(dá)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓定值調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)。有裝設(shè)SVC/SVG裝置的電網(wǎng)也只是實現(xiàn)當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制，沒有參與電網(wǎng)無功電壓的優(yōu)化控制。
二、 SVC/SVG設(shè)備的特點
SVG的控制目標(biāo)主要是抑制暫態(tài)電壓變化。暫態(tài)電壓發(fā)生變化的可能原因包括發(fā)生故障和負(fù)荷大幅突增，特點是電壓很快下降，很可能是單調(diào)下降，結(jié)果將是暫態(tài)電壓失穩(wěn)和引起低壓釋放負(fù)荷。為了維持暫態(tài)電壓穩(wěn)定并減少低壓釋放負(fù)荷，一方面要求SVG能夠動態(tài)補(bǔ)償較大的容量，另一方面要求SVG具有較快的響應(yīng)速度。
SVG的快速動態(tài)特性對減少釋放負(fù)荷，支撐電壓水平有顯著的作用，裝置的響應(yīng)時間越短，作用效果越好,裝置響應(yīng)時間為30ms時的效益比80ms時提高了58%。
SVG控制策略中主控制主要包括低電壓控制及過電壓控制，輔助控制包括無功儲備控制，過電壓和低電壓控制以及過流控制。
三、 無功電壓綜合優(yōu)化管理平臺的特點
南京軟核科技公司技術(shù)團(tuán)隊具有無功電壓優(yōu)化控制及管理領(lǐng)域近十年研究成果，已經(jīng)形成完整的無功電壓綜合優(yōu)化管理解決方案。在無功電壓綜合優(yōu)化管理平臺中，由主網(wǎng)AVC子系統(tǒng)、配網(wǎng)AVC子系統(tǒng)、主變經(jīng)濟(jì)運行在線決策系統(tǒng)、無功電壓綜合監(jiān)測及管理子系統(tǒng)、主網(wǎng)無功優(yōu)化規(guī)劃子系統(tǒng)、中低壓配網(wǎng)無功優(yōu)化規(guī)劃子系統(tǒng)、主網(wǎng)線損在線計算及分析子系統(tǒng)、中低壓配網(wǎng)線損在線計算及分析子系統(tǒng)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測及綜合評估子系統(tǒng)組成，這些軟件模塊協(xié)同完成了在無功電壓管理領(lǐng)域的完整解決方案。
無功電壓綜合優(yōu)化管理平臺在部署方式上將跨越生產(chǎn)網(wǎng)和管理網(wǎng)兩個區(qū)域，由于電力系統(tǒng)的安全規(guī)程要求，兩個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間是采用正向隔離器，生產(chǎn)網(wǎng)數(shù)據(jù)可以通過單向隔離器傳輸?shù)焦芾砭W(wǎng)段，但數(shù)據(jù)無法反向傳輸。因此，將實時控制的主、配網(wǎng)AVC子系統(tǒng)放在生產(chǎn)網(wǎng)段，將管理分析用的無功電壓綜合監(jiān)測及管理子系統(tǒng)，主、配網(wǎng)無功優(yōu)化規(guī)劃子系統(tǒng)，主、配網(wǎng)線損在線計算及分析子系統(tǒng)放在管理網(wǎng)段。管理網(wǎng)段系統(tǒng)計算所需的電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，可以通過單向隔離器傳輸?shù)焦芾砭W(wǎng)段，對于管理網(wǎng)段系統(tǒng)的分析結(jié)果，通過其管理通道可以反饋到生產(chǎn)網(wǎng)段的系統(tǒng)，既滿足了系統(tǒng)功能需求，又符合用戶的安全規(guī)程需要。
四、 考慮SVC/SVG的無功電壓解決方案可行性
AVC系統(tǒng)的決策出發(fā)點是從全網(wǎng)角度出發(fā)，決策結(jié)果是一連續(xù)的優(yōu)化目標(biāo)，而控制手段一直局限在主變分接頭與電容器開關(guān)這兩類設(shè)備上，由于這些設(shè)備調(diào)節(jié)能力的離散特性，無法實現(xiàn)連續(xù)的動態(tài)無功電壓控制。
SVC/SVG的特點是快速動態(tài)特性，對支撐電壓水平，平抑電壓波動，保持無功供應(yīng)都有顯著的作用，裝置的響應(yīng)時間越短，作用效果越好,裝置響應(yīng)時間為30ms時的效益比80ms時提高了58%。但其快速動態(tài)特性如果不與專業(yè)的自動控制系統(tǒng)結(jié)合，將最終淪落為簡單的電壓控制器或無功補(bǔ)償設(shè)備，無法發(fā)揮其最佳效能。
考慮到當(dāng)前電網(wǎng)的發(fā)展趨勢和負(fù)荷結(jié)構(gòu)變化趨勢，將無功電壓綜合優(yōu)化管理平臺與SVC/SVG的規(guī)劃、控制結(jié)合起來是下一個階段電網(wǎng)無功電壓控制的一個必然方向。
1、 在暫態(tài)調(diào)節(jié)方面的配合
利用SVC/SVG設(shè)備動態(tài)調(diào)節(jié)能力處理電壓波動，達(dá)到穩(wěn)定電壓，平抑諧波的目的。
在SVC/SVG設(shè)備的出力接近額定值時，AVC系統(tǒng)使用合適的電容器/電抗器設(shè)備來釋放SVC/SVG的補(bǔ)償容量，以達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)的目標(biāo)。
2、 在穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)方面的配合
根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)運行方式需要，制定SVC/SVG的調(diào)節(jié)參數(shù)，切換其控制模式(恒定電壓模式或恒定無功模式)，使SVC/SVG設(shè)備能夠動態(tài)的適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)的實際需要，更為有效的優(yōu)化潮流、降低網(wǎng)損。
例如，在負(fù)荷高峰、低谷時期，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力，按照逆調(diào)壓方式設(shè)定SVC/SVG設(shè)備的電壓目標(biāo)。
3、 在無功規(guī)劃上的配合
無功電壓解決方案中的無功優(yōu)化規(guī)劃軟件可根據(jù)電網(wǎng)實際負(fù)荷情況、電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計算給出各變電所的電容器/電抗器的配置容量、分組方式。目前常規(guī)無功補(bǔ)償優(yōu)化軟件并沒有將SVC/SVG等動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備納入優(yōu)化計算，可以考慮根據(jù)實際情況需要，確定變電所是否需要SVC/SVG設(shè)備，規(guī)劃SVC/SVG的安裝容量和安裝位置，并對SVC/SVG投入情況進(jìn)行校驗，使得造價較高的SVC/SVG設(shè)備的配置能夠規(guī)劃的恰到好處，不至于多配或少配。
五、考慮SVC/SVG無功電壓完整解決方案的優(yōu)點
² 對用戶的好處
對于用戶來說，有時候并不知道什么時候、什么地方需要安裝SVC/SVC裝置。有時候即使意識到了某個變電站可能需要裝設(shè)SVC/SVG設(shè)備，但他又不能確信安裝后的使用效果，畢竟SVC/SVG設(shè)備是比較貴的。另外，一個地區(qū)一般會存在多種無功電壓方面的問題，需要相關(guān)軟件及系統(tǒng)與SVC/SVG設(shè)備一起配合使用才能完全解決。
因此，用戶希望有一套解決方案能夠幫助他們發(fā)現(xiàn)無功補(bǔ)償方面的問題，并給出安裝各種無功補(bǔ)償設(shè)備的建議，并能模擬計算安裝后的調(diào)壓及降損效果。用戶也希望多個無功電壓相關(guān)系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)配合來解決他的問題，而他能夠比較方便得到和使用這套解決方案。
² 對AVC廠家的好處
常規(guī)AVC系統(tǒng)的控制手段一直局限在主變分接頭與電容器開關(guān)這兩類設(shè)備上，由于這些設(shè)備調(diào)節(jié)能力的離散特性，無法實現(xiàn)連續(xù)的動態(tài)無功電壓控制。
在無功電壓綜合管理平臺中，將控制手段擴(kuò)展到主變有載調(diào)壓分接頭、電容器、電抗器、濾波裝置、SVC、SVG、分布式電源?？刂品绞揭矓U(kuò)展到省地聯(lián)調(diào)、地縣聯(lián)調(diào)、上下級電壓聯(lián)調(diào)、負(fù)荷預(yù)測調(diào)節(jié)、逆調(diào)壓、電廠聯(lián)合控制。
SVC/SVG設(shè)備的加入增加了無功電壓綜合管理平臺對無功電壓的動態(tài)控制能力，使系統(tǒng)能更好的實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)節(jié)目標(biāo)，走向真正的最優(yōu)化。
² 對SVC、SVG廠家的好處
部分地區(qū)AVC與SVC聯(lián)調(diào)實驗證明，聯(lián)調(diào)控制使SVC裝置利用率由原來的不動作上升到18.5次/日，SVC裝置綜合利用水平大幅提升。另外，聯(lián)調(diào)控制模型可大大提高電網(wǎng)AVC系統(tǒng)計算精度和控制策略執(zhí)行速度，可有效降低所控母線的電壓波動率和變壓器分接頭的調(diào)節(jié)次數(shù)，可大幅提高用戶電壓質(zhì)量。
通過無功補(bǔ)償優(yōu)化軟件優(yōu)化計算確定SVC配置地點及配置容量，使SVC/SVG設(shè)備的配置有據(jù)可循，有理可依。SVC/SVG不再作為一個科技方向的探索、一個嘗試，而是切切實實的作為一個常規(guī)補(bǔ)償設(shè)備納入無功電壓控制的范疇。
目前SVC裝置已經(jīng)逐步成熟，各設(shè)備廠家之間的競爭從前期拼技術(shù)先進(jìn)、價格高低逐步發(fā)展為拼客戶服務(wù)及產(chǎn)品口碑，如何通過差異化的客戶服務(wù)及良好的產(chǎn)品口碑獲得用戶長期認(rèn)可是每個廠家要重點考慮的問題。我們應(yīng)以客戶為中心來看待問題，SVC/SVG設(shè)備是解決客戶無功電壓問題的，客戶最關(guān)心的是誰的產(chǎn)品能很好的解決問題，而不是誰的產(chǎn)品有哪些功能。推出完整的無功電壓優(yōu)化管理解決方案幫助用戶解決無功電壓規(guī)劃、控制、管理方面的問題，將SVC/SVG設(shè)備作為解決方案的一部分，賣給用戶的不只是設(shè)備了，而是一種先進(jìn)的無功電壓控制及管理理念和方法，在解決方案中用戶購買SVC/SVG設(shè)備將是自然的、必需的。因此，我們建議雙方聯(lián)合推出SVC/SVG無功電壓完整解決方案。我們相信利用榮信在SVC領(lǐng)域強(qiáng)大的力量及我們在無功電壓方面的深厚技術(shù)積累，一定能夠獲得雙方期待的成果。
無功電壓綜合管理平臺解決方案是電網(wǎng)企業(yè)節(jié)能、工礦企業(yè)電網(wǎng)節(jié)能的利器，是投資少、見效大的一種節(jié)能解決方案，需要引起大家的重視及應(yīng)用，更是為大型工礦企業(yè)節(jié)能減排提供了很好的思路。
