上海交通大学 台电容器内部发生故障击穿时，均能快速切 3.解决问题的方法(3分) 除。变电所10kV母线的补偿电容器的补偿 容量要大些，可利用变电站调度自动化系统 1、补偿点及电容器组容量选择 (SCADA)采集线路运行参数和补偿电容 馈线首端功率因数和电压合格率是10kV 器运行现场的电压来自动控制电容器的投 配电网运行状况的重要考核指标，馈线首端的 切，最后本文在以上文献的基础上利用了文功率因数与线路有功负荷以及感性无功的大 献[5-9]所诉方法计算无功补偿点和补偿容小、分布有关。根据文献[5-9]所述方法，计 量，并利用变电站调度自动化系统算无功补偿地点和补偿容量，并在相应位置安 (SCADA)建立起监控系统的架构，并对装选定容量的能实现自动投切的补偿电容器。 系统的具体实现技术也有一定的说明。 根据线路运行状况一一馈线首端功率因数和 现场电压，动态控制补偿电容器的投切，以达 2.问题的提出（2分) 到无功优化的目的。作为线路运行的重要参 数，功率因数可通过从变电站SCADA系统中获 随着我国经济发展，电力部门近几年统取的有功功率和无功功率计算得来。 计10KV-220KV电力系统的网损率达6%-7%， 根据SCADA采集的变电站有功功率(P)和 其中10kV配电网的网损占60%左右而配电无功功率(Q)可以如下计算得到补偿电容量 线路中流动的无功功率造成的有功损耗所 tand=/P 占比例很大，因此，在1OkV配电网中进行无 设cos4,=0.95 功补偿，对降低网损的作用是十分明显的， tan tan arccos0.95 =0.32868 也是十分必要的。 由于配电线路的负荷是随时间和季节 电容补偿容量为： 变化的，对配电网上运行的补偿电容器完全Q。=P(tan4-tan42) 采用静态补偿的策略，可能存在着某一时间 补偿电容补偿地点的确定可同样根据文 段无功过补，而另一时间段无功欠补的状献[5-9]里面的无功精确距计算方法求得，在 况，达不到无功优化，提高功率因数的要求。此略去。 针对这一状况，国内有学者提出了基于统计 2、无功优化监控系统框架[2] 的多时段无功优化方法，分时段对补偿电容 10kV线路 进行投切[12]，这种方法在线路增容，突发 控制器 投切开关 控材器一切开关 负荷变化方面的适应性较差。 8S232 宽5232 DTU DTU 本文重点在配电网无功优化自动化控 .桥器2 制系统架构和软件设计方法上开展研究，给 无功忧化客户猫 GPRS 出了系统设计框架。城市配电网监控系统是 请度自动化系统 TCPAP 无功优化自动化 配网拓及轻 为实现电能数据自动采集、远程传输及合理 SCADA 控制系烧 切事件数君炸 调配用电负荷，对终端设备与后台管理软件 图1无功优化自动化系统框架 进行通信配置和系统集成，并初步具有配电 Fig.I Schema of reactive power optimization automation system 管理系统(DMS)全部功能的监控平台。在此 10kV配电网结构变化频繁，线路上的 平台上一般集成了馈线自动化、用户自动化 补偿器也会随着网络变化做出容量、位置和 和信息管理自动化等子系统的综合信息系 个数的合理调整，因此无功优化自动化控制 统(IMS)。它是一个开放系统，在操作系 系统应当是可配置、随变化做出动态调整的 统、数据库、人机界面、通信规约上遵守现 灵活系统。将配网拓扑结构信息、控制器信 行的工业标准，具有灵活的扩展性，其工作 息、电容器信息、开关投切状态信息等记录 方式就是通过某种通信介质和协议使后台 于数据库中。系统启动时连接数据库，读取 与现场设备进行信息对话，基本实现电力 数据库中的相关信息，建立起控制逻辑。同 “四遥”（遥信、遥控、遥测、遥调）功能。 时系统运行过程中，将补偿器实时上报的电上海交通大学 台电容器内部发生故障击穿时，均能快速切 除。变电所 10kV 母线的补偿电容器的补偿 容量要大些，可利用变电站调度自动化系统 （SCADA）采集线路运行参数和补偿电容 器运行现场的电压来自动控制电容器的投 切，最后本文在以上文献的基础上利用了文 献[5-9]所诉方法计算无功补偿点和补偿容 量 ， 并 利 用 变 电 站 调 度 自 动 化 系 统 （SCADA）建立起监控系统的架构，并对 系统的具体实现技术也有一定的说明。 2．问题的提出（2 分） 随着我国经济发展，电力部门近几年统 计10KV-220KV电力系统的网损率达6%-7%， 其中10kV配电网的网损占60％左右而配电 线路中流动的无功功率造成的有功损耗所 占比例很大，因此，在10kV配电网中进行无 功补偿，对降低网损的作用是十分明显的， 也是十分必要的。 由于配电线路的负荷是随时间和季节 变化的，对配电网上运行的补偿电容器完全 采用静态补偿的策略，可能存在着某一时间 段无功过补，而另一时间段无功欠补的状 况，达不到无功优化，提高功率因数的要求。 针对这一状况，国内有学者提出了基于统计 的多时段无功优化方法，分时段对补偿电容 进行投切[12]，这种方法在线路增容，突发 负荷变化方面的适应性较差。 本文重点在配电网无功优化自动化控 制系统架构和软件设计方法上开展研究，给 出了系统设计框架。城市配电网监控系统是 为实现电能数据自动采集、远程传输及合理 调配用电负荷,对终端设备与后台管理软件 进行通信配置和系统集成,并初步具有配电 管理系统(DMS)全部功能的监控平台。在此 平台上一般集成了馈线自动化、用户自动化 和信息管理自动化等子系统的综合信息系 统（IMS）。它是一个开放系统，在操作系 统、数据库、人机界面、通信规约上遵守现 行的工业标准，具有灵活的扩展性，其工作 方式就是通过某种通信介质和协议使后台 与现场设备进行信息对话，基本实现电力 “四遥”（遥信、遥控、遥测、遥调）功能。 3．解决问题的方法 （3 分） 1、补偿点及电容器组容量选择 馈线首端功率因数和电压合格率是10 kV 配电网运行状况的重要考核指标，馈线首端的 功率因数与线路有功负荷以及感性无功的大 小、分布有关。根据文献[5-9]所述方法，计 算无功补偿地点和补偿容量，并在相应位置安 装选定容量的能实现自动投切的补偿电容器。 根据线路运行状况——馈线首端功率因数和 现场电压，动态控制补偿电容器的投切，以达 到无功优化的目的。作为线路运行的重要参 数，功率因数可通过从变电站SCADA系统中获 取的有功功率和无功功率计算得来。 根据SCADA采集的变电站有功功率（P）和 无功功率（Q）可以如下计算得到补偿电容量 1 2 2 1 2 tan / cos =0.95 tan tan arccos 0.95 0.32868 Q (tan tan ) c Q P P           设 电容补偿容量为： 补偿电容补偿地点的确定可同样根据文 献[5-9]里面的无功精确距计算方法求得，在 此略去。 2、无功优化监控系统框架[2] 10 kV配电网结构变化频繁，线路上的 补偿器也会随着网络变化做出容量、位置和 个数的合理调整，因此无功优化自动化控制 系统应当是可配置、随变化做出动态调整的 灵活系统。将配网拓扑结构信息、控制器信 息、电容器信息、开关投切状态信息等记录 于数据库中。系统启动时连接数据库，读取 数据库中的相关信息，建立起控制逻辑。同 时系统运行过程中，将补偿器实时上报的电