基于智能选相开关的低压配电...区负荷不平衡控制技术的研究_王翔.pdf

基于智能选相开关的低压配电网台区负荷不平衡控制技术的研究王翔王婧（云南电网有限责任公司昆明供电局）摘要：伴随着市场经济持续发展以及许多企业用电规模的不断提高，对于电力企业的供电质量、供电稳定性提出了更高的要求，如何有效满足用户之间的多样化电能需求，并在电能质量与价格方面进行适当调整成为了智能电网建设的重要目的之一。在电力系统运行期间，低压配电网的三相负荷不平衡表现不仅会导致线损率的提升，还会导致末端电压下降，从而影响供电的质量。对此，针对低压配电网的台区负荷不平衡现象，采取一种积极有效的控制措施显得非常重要，本文简要分析基于智能选相开关的低压配电网台区负荷不平衡控制技术，希望可以为相关工作者提供帮助。关键词：台区负荷不平衡；智能选相开关；低压配电网；控制技术 引言当前配电网节能降耗的研究与实施技术非常多，特别是在配变台区的节能降耗方面研究比较多，但是大多数研究停留在独立、某区域电网离线线损计算、无功优化控制等方面，对于三相不平衡的治理意识以及效果相对比较差。目前配电网的无功补偿对于节能设备与电能质量的提升等方面只是以单点分布形式为主，不仅无数据的刺激，同时对于设备的综合控制效果也比较差，设备故障、运行状况、节能情况以及电能质量治理等方面都无法得到有效的控制。对此，探讨基于智能选相开关的低压配电网台区负荷不平衡控制技术具备显著实践性价值。低压配电网台区负荷不平衡的控制目的.解决无功补偿而导致的无功损耗问题目前配电网所应用的降耗措施主要是基于电容补偿方式为主，这一种补偿形式本身带有存在速度缓慢，无法动态平滑调节的作用，很容易导致补偿欠缺或不足的问题，电网损耗的相关问题仍然比较严重。目前配电网台区负荷不平衡的解决目的主要是体现在基于柔性动态无功功率的调节设备，尽可能实现平滑的补偿，保持高补偿效率与高精准补偿效果，最大程度降低电网损耗问题。.解决补偿装置安全隐患配电网企业的负荷与居家用电本身带有一定的阶段性，供电方面的无功功率本身有着一定的波动。电容器属于企业和居民生产时的投入，在停产或休息时应当及时切除 。电容器本身属于固定补偿形式，在补偿时经常会出现系统过补或欠补的现象，同时频繁的投入与切换电容器很容易降低电容器本身的使用寿命。在投切方面也很容易发生电容器重燃的故障问题。频繁的投切电容器本身会直接改变系统本身的阻抗，此时很容易导致系统供电设备发生串联、并联从而引发谐振故障。与此同时，小型的非线性电子式开关设备在大量应用的同时，会显著提升配电网的谐波表现，此时谐波在电网流动同时补偿的并联电容器很容易对谐波形成放大的影响，此时所导致的严重故障会高出数十倍，并且还会引发设备烧毁从而引发故障 。本研究采用智能选相开关，基于统一电能质量综合优质装置可以有效落实无功功率的柔性输出，其可以实现精准性的补偿，相应速度更快更有利于电力电子开关等器件的功率调节，在不依赖电网阻抗的同时也不会对电网系统的阻抗形成负面的影响，不会导致谐振以及谐波放大等相关问题。.解决谐波与三相不平衡等问题谐波污染与三相不平衡等问题对于电网、用电设备会形成明显的负面危害与影响。但是目前的节能设备本身不具备谐波污染的治理功能，传统的电容器的节能补偿如果在配置方面的效果不足，此时便会导致谐波被大量放大到十多倍甚至数百倍，此时很容易引发事故问题 。型的装置本身属于一种谐波污染源，在节能的同时也会导致全新的电网污染。对于这一问题，应用基于智能选相开关的电网谐波污染治理技术，可以最大程度降低因为电能质量问题而导致的电气技术与经济 研究与开发 负面损失。.提高设备自动化水平低压配电网台区不平衡的治理目的在于通过节能优化实现对系统的针对性控制，其主要涉及到电力电子功率的变换、瞬时无功功率控制技术、无线通信技术以及网络智能化控制技术，其可以实现对配电网的离线、在线智能化监控管理措施，其能够促使配电网在可靠、优质、经济、高效以及安全的状态之下运行，可以有效提高供电质量以及供电稳定性，可以有效降低系统运行与维护的成本问题，可以有效提高配电系统的综合工作效率与管理水平。基于智能选相开关的低压配电网台区负荷不平衡控制技术.智能选相开关的安装低压配电网台区负荷不平衡控制主要是通过安装在电缆分接箱的多台智能选相开关以及台区变压器智能配变电控制终端构成 。低压配电网台区普遍是通过一台 的变压器进行供电，低压侧与电缆进行分接箱连接，此时不同电缆分接箱中可以设置一路三相介入以及多路的单向输出，台区当中的低压负荷分别连接在电缆分接箱的出线侧，可以有效提高电网的智能化管理水平，能够将智能选项开关设置在电缆分接箱当中，智能配变电控制终端可以借助数字信号的方式实现多样化控制，包含无功补偿、负荷不平衡、智能化控制以及通讯系统集成化控制，可以通过电力载波的方式完成对电缆分接箱开关状态以及电流运行状况的采集，可以有效检测配电变压器的出现位置电压与电流，可以结合不平衡的调节策略实现对出线选项开关形成积极有效的判断与控制。为了针对智能选相开关的低压配电网台区不平衡控制的可行性进行验证，可以应用电气结构的智能选相开关安装在电缆分接箱当中。智能选相开关结构如下图所示。图智能选相开关结构在智能选相开关的安装方面，一般情况下智能选相开关的安装时可以应用智能选相开关替换电缆分接箱当中的低压开关 。智能选相开关可以通过接触器、控制电路、二极管、电流互感器等模块化的结构构成。智能选相开关运行期间，可以结合优化控制算法以及负荷平衡原则的方式进行计算，针对发出的台区中不同选项开关进行命令切换，可以通过电力载波通信模块实现对选项切换命令的接收与下发，通过电流互感器对于负荷电流进行针对性检测，从而实现对系统状态的针对性判断。控制电路可以形成控制信号操作辅助接触器与继电器，可以结合二极管的自然导通关断基本特征，达到选项操作的目标。智能选相开关普遍是应用二极管、接触器、固态继电器等构成的电力电子开关，此时闭合开关中二极管电压超过 .之后自动导通，此时不需要发送附加的触发信号，其能够有效控制电路并进行简化，可以确保设备的整体运行稳定性，二级开关的接通与断开只在一瞬间，在开关关闭时，接触器会直接承载相应的电流，在开关打开时辅助的继电器会直接承担压力，此时所形成的电量损耗会显著下降，并且不需要增设散热电路。对于开关闭合切换期间，二极管可以发挥相应的接触器触点保护以及继电器触点辅助作电气技术与经济 研究与开发 用，同时接触器与继电器之间也可以达到相互之间的对应保护，可以发挥无弧切换的运行目的，可以有效延长辅助继电器与接触器的应用年限，同时二极管的体积以及成本优势也会更加明显。.智能选相开关的应用效果在具体运用方面，总共安装了两台智能换相开关，每一个开关的设计参数中是，三相单路为 输出，一路三相为 输入，设计不同通路的输出额定电流为 ，其能够实现无弧频繁的切换，可以确保切换时间控制在 以内，可以达到普通低压供电的基本用电需求。在低压供电环境之下可以开展负荷不平衡控制试验，其结果显示换相切换可以在 以内完成换相切换操作，可以在不影响供电基础上针对三相负荷的平衡性进行针对性调节，其有着瞬时性、低消耗、低成本等优势，可以有效解决低压配电网的负荷不平衡问题。结束语综上所述，智能选相开关的低压配电网台区负荷不平衡治理技术有着较高的应用效果，基于智能选相开关应用二极管作为电力电子开关，可以有效的简化并实现对电路的控制，在相间进行切换时的效率高并且可以更好地落实无弧切换，显著提升并延长接触器与辅助继电器的运行寿命。与此同时，智能选相开关的应用还可以明显提升设备本身的运行可靠性，配电网的负荷不平衡控制可以结合用户的实际需求设计多样化的优化控制目标，更好地实现对应负荷状况，并且从网络拓扑角度调整相间的负荷分配，对于三相不平衡也可以达到有效的治理，有着较高的推广运用价值。参考文献 刘健，芮骏，张志华，等智能接地配电系统 电力系统保护与控制，（）：刘守斌，马悦一种配电网负荷不平衡治理装置及示范应用 山西电力，（）：陈柏宇，喻锟，曾祥君，等基于柔性接地装置的不对称配电网接地故障选相选线方法 电力系统保护与控制，（）：-张丽虹，常成，熊炜，等基于智能控制终端的主动配电网故障处理方法 电力科学与技术学报，（）：-孟庭如，邹贵彬，许春华，等一种分区协调控制的有源配电网调压方法 中国电机工程学报，（）：（收稿日期：-）电气技术与经济 研究与开发