电能是现代经济事业发展过程中主要的基础能源, 随着现代电子设备的不断增加, 人们对于电能的需求更加迫切。农村地区目前正处于经济转型时期, 对于电能的需求量也在不断升高, 使得农网的规模急速扩增, 农网配电压力增加。因此必须采取有效的改建方法, 利用现代无功自动监控和补偿系统提高电能输送的稳定性和高效性。
1 无功自动监控和补偿系统的概述
1.1 无功自动监控和补偿系统原理
电网当中所产生的电力负荷被称为功率, 根据其是否有效做功可以分为有功功率和无功功率, 如果设有功功率为P, 无功功率为Q, 则电网的实际功率, 而这与数学理论当中的勾股定理相同, 将其转化为三角函数进行分析, 其中直角边和斜边之间所形成的夹角Φ被称为功率因数角, 而功率因数则可以用cosφ=P/S来进行表达, 功率因数是对电力负荷性质的一种表达, 是配电网络运行过程中重要的经济分析指标, 功率因数直接影响了变压器在对有功电流进行输送时的效率, 同时也对输电线路的磨损产生了一定的影响。
在输电线路当中, 电流在电感性和电容性元件当中做功情况不同, 实际运行过程中电感电流和电容电流的方向正好相反, 如果根据相应的比例安装电容元件, 就可以有效使两种电流互相抵消, 使得电压和电流之间的夹角缩小, 提高做功效率, 产生无功补偿情况。
1.2 无功自动监控与补偿系统的设备
通常情况下无功补偿系统中的设备除了基础的电源、发电机之外, 还含有同步调相机、静止无功补偿器以及静电电容器等。其中同步调相机是一种与空载运行的发电机特性相似的设备, 在过励磁运行过程中能够给无功补偿系统提供无功电源, 借此提升系统的电压;而在欠励磁运行过程中, 该设备则可以有效吸取无功功率, 起到降低系统电压的作用, 因此该设备主要是为了保证系统运行中的稳定性, 根据实际情况改变输出电压, 减小功率的消耗。
2 无功自动监控和补偿系统的设计
2.1 系统框架的设计
根据农网配电线路的实际情况来看, 其无功补偿系统框架的设计必须遵从以下原则进行:
首先是其设备的适用范围必须根据我国农网电量参数的实际需求而定, 其中的数据测量设备必须能够快速准确地对远端电压、电流等数据进行测量和存储, 同时还需要具备记录电表运行情况和故障情况的功能, 设备的体积也必须适中, 这样可以为后期升级和设备加装提供帮助。其次, 各设备之间的数据传输必须流畅, 应将数据客户端转发软件进行应用, 完成互联网通讯结合战略, 实现系统的远程数据传输和实时同步, 使电网控制人员能够获得农网整体的运行情况、故障数据等。第三, 该系统下的软件必须具备能够接受不同位置传输的远程数据功能, 并且能够在操作界面上显示电量参数, 满足管理者的远程操作需求, 对电流电压的运输进行监控和预警, 对传输的数据进行处理、存储, 并附有扩展的功能接口。目前国内所应用的农网配电无功补偿系统一般分为四个层次, 包括数据采集、传输、存储、分析调用, 各数据层均有相应的功能模块提供支持。
2.2 系统功能模块的设计
首先, 在设计数据采集模块时应对其主体进行确定, 包括智能电表和集中采集设备, 因为农网一般选择以三相三线或四线电表作为首选, 其能够实时测量配电网中的电压或电流, 并对有功功率和功率因数进行分析, 使用智能多功能电表获得的数据精确度较高, 其运行环境也符合我国农网的需求, 本身功耗较低, 一般不会超过2W, 并且大小适中, 能够被安装在多种运行环境的当中。集中采集设备则主要是远程控制终端, 其能够对变压器的数值进行测量, 保证数据的时效性和远程传输性。其次, 数据收发模块则主要是以计算机和服务器为主, 利用这两种设备之间建立的远程数据传输功能, 对采集设备上的数据进行解析, 其中计算机的客户端可以通过TCP/IP网络协议与主配电站设备建立数据联系, 并且该网络协议的适用范围较广, 属于互联网基础性协议的一种。第三, 数据存储和显示模块主要是为了方便操作人员的对系统的控制, 其中主要包括VC监控、SQL数据库、VS.NET等, 利用VS.NET2008作为软件的开发平台, 建立数据库管理系统。第四, 分析模块主要是对输入和输出的数据进行计算机算法分析, 使得系统能够输出很合理的无功电容量, 同时返回所输入的电量。如果想要保证该系统计算的准确性, 就必须要对农网配电线路中的各种损耗进行确定, 包括线路和变压器损耗, 而这需要数据收集模块进行提供。
3 结语
农网配电线路是村镇地区电能的主要输出环节, 利用无功自动监控与补偿系统能够有效提升农网的输电效率和稳定性, 保证村镇地区经济发展。
摘要：随着我国现代经济的不断发展, 人们对于电能的需求量也逐渐增加, 这给现代电网的配电线路带来了巨大的压力, 尤其是技术相对落后的农村配电网络。本文即是对农网配电线路无功自动监控和补偿系统进行研究, 探讨了无功补偿技术的原理和设备类型, 并对无功自动监控与补偿系统的框架和功能模块设计进行阐述, 以期能为相关工作提供参考。
关键词：农网配电线路,无功自动监控与补偿系统,设计
参考文献
[1] 孙伯强.浅析农网10KV配电线路智能无功补偿系统[J].科技信息, 2011 (10) :741-742.
[2] 单永梅, 包文俊, 卿旺, 等.10k V农村配电网杆上无功补偿的计算[J].电力电容器与无功补偿, 2011, 32 (01) :102-103.
[3] 李丹.特高压变电站无功补偿研究[J].武汉大学学报, 2011, 04 (04) :63-65.
[4] 刘建国.农网中压配电线路无功补偿配置的研究[D].北京:华北电力大学, 2010.