（内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局014040）
摘要：本文结合包头地区配电网的实际问题验证了改进的遗传算法的应用，搭建了配电网无功补偿管理系统。利用改进的遗传算法的搭建的配电网无功补偿管理系统，可以更好的应用于配电网无功优化过程中，从而降低配电网的网损，基本上可以满足当前配电网的需求。
关键词：配电网；无功补偿优化；控制系统
配电网无功补偿管理系统将区域电网无功优化分为：35/110kV变电站、10kV线路、配电变压器、0.4kV侧三级网络结构，提出自下而上的“动域”优化模式，结合高、中、低压配电网设备及负荷情况，以提高功率因数、降低网络压降、减少网损为目标，对配电网的整体无功优化控制进行计算，最终确定补偿容量的过程。系统包括无功优化系统和终端装置两个方面：
无功优化系统从结构上分为主站、子站、补偿节点及通讯四个层次，通过通信网络的连接，打通不同电压等级下的无功流动，使得无功平衡可根据优化需要跨层、跨区域流动，无功功率就地平衡、实时平衡。
1.配电网无功补偿管理系统的总体结构
（1）物理体系架构。配电网无功补偿管理系统的物理体系架构主要由系统的主站，子站，变电站补偿节点设备、线路节点设备和配变节点设备构成。
（2）网络通讯架构。通讯网络是连接各个子站和主站之间，主站和主站之间的桥梁，主要由有线专用网络和无限专用网络构成。有线通讯专用网络连接的是各个系统主站，而无限通讯专用网络连接的是各个补偿节点，同时无限专用网络也负责连接配变电的补偿节点，以及各个线路间的补偿节点。
（3）软件架构。软件架构应用层主要包括：数据监控，无功优化控制，人机会话及报表打印，web信息发布，辅助决策以及模拟仿真训练。集成平台层主要包括的是集成设施，集成工具，集成服务以及集成框架。基础平台层主要包括的是中间件，数据库，操作系统和计算机。
2.配电网无功补偿管理系统的具体实现
（1）无功补偿管理系统主站。配电网无功补偿管理系统的主站的主要作用是连接这各个系统子站，并对子站的无功补偿进行管理平衡。为使区域电网运行在最优状态，达到区域电网功率损耗最小，电压合格率最高的目的，根据各子站通讯服务器发送的遥信遥测量进行潮流计算，从而找到该区域电网无功补偿节点的无功运行范围；当某个子站站域出现无功需求激增或电网事故，当地子站站域不能提供足够无功支撑，根据拓扑分析优化结果，调用其它子站站域无功电压支撑本子站站域电网正常运行，从而达到整个系统主站站域电网的正常运行和无功平衡。
（2）无功补偿管理系统子站。子站系统主要是为了实现就近站域控制，负责所属站点的站域无功平衡，同时起到一个中层承接作用，确保各补偿节点通信畅通，与主站正常级联。为使站域电网运行在最优状态，达到站域电网线损最小，电压合格率最高的目的，根据站域各补偿节点发送到站域服务器的遥测遥信量，进行潮流计算和状态估计，产生最优运行参数指导或参数设定。
（3）变电站无功自动补偿节点。站级补偿节点充分利用站内原有设备，实现与调度AVC系统的接口，通过专用接口与子站连接。变电站每台主变10kV侧配一套由多组、可自动投切的电容器组组成的变电站无功自动补偿装置。装置采集、跟踪接入点的电参量，根据设定的运行目标和九域控制原理，自动调节电容器组的投切和变压器调压分接头使接入点运行在最优状态；变电站无功自动补偿装置也可接受子站的命令，强制投切电容器组或根据子站给定的约束条件自动优化运行。
（4）线路无功自动补偿节点。变电站10kV线路一般较长，线域负荷分布较为复杂，线域的无功需求分布不均，容易造成由变电站向线域或线域内远距离的无功传送。对10kV线路加装无功优化控制装置，可使线域具有一定的无功储备和无功调节能力。提高线域电压质量、供电可靠性、有功传输能力，减少无功远距离传送，从而降低线路损耗。
（5）配变低压无功自动补偿节点。在配变低压侧，通过随时检测功率因数或无功功率或电压波动，自动投切无功补偿电容器组数量，以提高功率因数，减少无功由10kV穿越配变传递到低压侧，杜绝由低压侧倒送到10kV侧。做到该配变供电区域无功最优，从而减少有功损耗，提高配变低压侧用电质量，提高配变有功出力。
3.无功补偿优化的方式的参数计算
在配电网的实际规划中，依据负荷的分布情况和有功电源情况来确定无功补偿优化的方式的参数计算如下：
本次共安装10kV线路补偿装置129套，合计补偿容量为31.75Mvar，涉及线路81条；安装0.4kV低压台区补偿装置457套，改造2套，合计补偿容量为48.72Mvar。根据区域负荷现状，明确线路补偿采用50+150、100+200、100+300（kvar）等多种组合共补方式，低压台区采用5kvar单相分补+15kvar三相共补结合的方式。
线路额定电压为10kV，全线负荷为3972kVA/33台，线路全长22.05km，主干线LGJ-120/2.38km，发电站4座配变1790kVA/6台，其余支路均为LGJ-35导线，负荷利用率0.6。该线路改造前，因线路感性无功过大使得末端电压较低，线损率较大，线路的自然功率因数为0.69，在这里为了便于分析计算得到的简化线路参数和负荷点参数如下所示
系统主干线型号为LGJ-120，经查电工手册，线路的电抗为0.37Ω/km,线路电阻0.29Ω/km，线间几何均距为2000mm，其它主干线型号为LGJ-35，经查电工手册，线路的电抗为0.4Ω/km，线路电阻0.85Ω/km，线间几何均距为1500mm，经计算系统参数如下所示：
表1简化系统线路参数
表2简化系统负荷节点参数
参考文献
[1]配电网无功补偿技术在电气自化中的应用[J].李富,李兵.通讯世界.2017(12).
[2]10kV配电网无功补偿优化与应用分析[J].李科丛,于雪庭.科技创新导报.2015(05).