電壓和無(wú)功控制并非新概念，所有的配電系統(tǒng)均需要電壓和無(wú)功控制，以維持母線電壓水平，保障較高的功率因素。尤其是目前，電力公司正在采取措施提升電網(wǎng)運(yùn)行效率、資產(chǎn)管理水平，此時(shí)的電壓/無(wú)功控制技術(shù)就更加重要了。

智能電網(wǎng)分析軟件可以結(jié)合從自動(dòng)化變電站流過(guò)的信息和通過(guò)SCADA系統(tǒng)采集的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并推薦配網(wǎng)運(yùn)行zui優(yōu)的重構(gòu)結(jié)構(gòu)。電網(wǎng)優(yōu)化將以zui小的線路網(wǎng)損為目標(biāo)，整合由高級(jí)計(jì)量設(shè)施(Advanced metering infrastructure, AMI)采集的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行電壓調(diào)整，同時(shí)將電壓維持在可接受的水平。預(yù)計(jì)到2030年，美國(guó)566000條配電饋線中的55%都將具備電壓/無(wú)功控制功能，新建的饋線則將***實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。

在智能配電系統(tǒng)中引入通信技術(shù)和設(shè)備，將位于變電站和控制中心中的處理器和現(xiàn)有的控制器互聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)信息共享，從而拓寬電壓/無(wú)功優(yōu)化控制的能力。這些處理器可根據(jù)配電系統(tǒng)層面的參數(shù)，采取相應(yīng)的控制措施來(lái)滿足需要的電壓/無(wú)功要求。值得一提的是，現(xiàn)在已經(jīng)有很多的電壓/無(wú)功控制器安裝了支持IEC61850、DNP3等協(xié)議的通信設(shè)備，如下圖所示。

配電系統(tǒng)的控制器通常采用“獨(dú)立模式”，即控制器只根據(jù)其設(shè)備自身的測(cè)量信息動(dòng)作。近年來(lái)，隨著配網(wǎng)饋線的頻繁重構(gòu)、并網(wǎng)新能源功率波動(dòng)的影響，在這種動(dòng)態(tài)環(huán)境下，電力公司就不得不考慮效率、線損、穩(wěn)定性這些過(guò)去不那么嚴(yán)重的問(wèn)題。曾經(jīng)普遍采用的“獨(dú)立模式”的控制器無(wú)法滿足新形勢(shì)下的需求了。因此，***研發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，要求能根據(jù)環(huán)境變化，動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)不同類型的電壓/無(wú)功控制設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，電力公司就得部署能夠協(xié)調(diào)所有電壓/無(wú)功控制設(shè)備的電壓/無(wú)功控制系統(tǒng)。目前，主要有3種系統(tǒng)級(jí)的電壓/無(wú)功優(yōu)化控制方法。

1、“基于規(guī)則”的解決方案：這種方法根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，基于確定的規(guī)則來(lái)決定當(dāng)前的電壓/無(wú)功控制措施。這種方法簡(jiǎn)單，易于理解。但在處理饋線頻繁重構(gòu)以及高滲透率DERs(尤其功率波動(dòng)性較大的可再生能源)接入情況時(shí)比較棘手。

2、“基于模型”的解決方案：高級(jí)配電管理系統(tǒng)能夠處理動(dòng)態(tài)配網(wǎng)的zui優(yōu)潮流。這種方法可以較好地解決饋線頻繁變動(dòng)的配電網(wǎng)的電壓/無(wú)功控制問(wèn)題。當(dāng)然，系統(tǒng)復(fù)雜度和開(kāi)發(fā)費(fèi)用也明顯增大了。

3、自適應(yīng)的解決方案：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，第三種方案要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，然后根據(jù)當(dāng)前測(cè)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（電氣條件、天氣狀況等）和在同樣條件下過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定采用哪種方法。自適應(yīng)方案的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要摸擬系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，因此是一個(gè)靈活可拓展的解決辦法。一些供應(yīng)商，包括PCS Utilidata和庫(kù)柏電力系統(tǒng)，目前正在推動(dòng)這種技術(shù)，如下圖所示。