基于数字化变电站的电压无功控制实施分析

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1、2012年第5期基于数字化变电站的电压无功控制实施分析汤泉，杨青松(上海市电力公司嘉定供电公司，上海201800)摘要：以上海市嘉定区1lOkV封周数字化变电站为例，介绍了站内的VQC装置，简要分析了它的数字化实施原理、策略选择以及闭锁管理等，并以封周站的实际优良运行，验证了这些策略措施的正确性及可靠性。关键词：数字化变电站；电压无功控制(VQC)；综合自动化中图分类号：TM63；TM76文献标志码：B0引言随着智能电网技术和智能电气设备的不断间隔层发展和应用，变电站的发展进入了数字化时代，一一tr一一一一一一一一一一变电站模型和内部信息采集、传输、处理都发生i数字量传输通道jGOOSEA

2、网：了相应的改变；而与此同时，电压的稳定、无功的。。。r_二二L二_=三一一一一==崔==．-I过程I合并单元(MU)瞳I}智能操作箱I减少不能变，它们始终关系着电力负荷的正常、经济运行。因此，VQC装置在数字化变电站中的电子式互感器(PV、TA)I：次开芙设器艟1次醍矫实施至关重要。上海市电力公司于2009年在嘉定投建图1VOC控制三层结构图1lOkV封周数字化变电站，VQC在该站的投入运封周站将所有物理设备虚拟化，并采用标准行有效地调节了系统的电压和无功平衡，减少了化的网络通信平台，实现信息共享和互操作。根运行人员日常调整电压、投切电容器组的工作据IEC制定的61850标准通信规约[2

3、1，封周站从量。本文以此站为例，介绍VQC装置在数字化变逻辑上分为3层：站控层、问隔层和过程层，如图电站中的工作原理，以及对实施应用中存在的各1所示。VQC是依附于后台计算机监控系统的一类问题进行探讨，并提出应对策略。个子模块，属于站控层；间隔层包括继电保护和测控单元，它们汇总本间隔过程层的实时数据信1数字化变电站VQC实施原理息，实施对一次设备的保护、控制和间隔闭锁等功能；过程层则主要包括电子式传感器、合并单随着变电站的综合自动化能力的提高，系统元及智能操作箱f31。封周站VQC实现对电压无功的采样精度与信号响应速度均有很大的改善，各自动调节的原理如图2所示。种方式接入的信号范围较以往系

4、统有很大的扩一—五⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯：展，因此在现有的变电站中，VQC有多种不同的实蓬现方式：(1)自动化系统后台机软件VQC；(2)自动，化系统网络VQC；(3)自带输入／输出系统的独立／，——⋯、VQCI”。封周站采取的是第一种即以工控机后台软件模块为载体的电压和无功自动调节装置。这种：一⋯⋯⋯⋯⋯⋯一方式参数设置简单，人机界面友好，调试方便，省去噩了专用硬件设备，经济性良好。但整个VQC的可靠一⋯⋯⋯查堡⋯⋯⋯⋯性取决于网络通信、I／O和后台主机的运行状况。图2VQC工作原理图-254-2012年第5期首先，由过程层的电子式互感器将采集到的电压最大变化量，△。u表示分接头调节一档引起主变

5、一次侧电压、电流模拟量转换成数字量，或的无功最大变化量，△Qq表示投切一组电容器引转变成小数值的模拟量信号，送人安装于变压器起的无功最大变化量。中间“区域9”为电压和无就地的合并单元(MU)，MU对送人的电压、电流功均合格区，其余l6个区为控制区，在这16个信号进行同步采样和数字化，并按照IEC61850控制区域，通过调节主变的档位、投切电容迫使规定格式经光纤传送至间隔层的主变压器测控电压和无功趋向或进入“区域9”范围。装置，测控单元再将该信息通过总线型MMS在以往多数电压无功综合控制以主变低压(ManufacturingMessageSpecification)网络通信发侧电压为主要控制

6、目标，而网损作为参考条件。送至站控层的VQC程序，由VQC功能软件根据在无功缺乏时，不得不采取强升、强降等手段，牺当前的电压、无功分析计算，通过自动化系统输牲系统网损和电压稳定裕度，以保证用户端电压出控制命令给间隔层的主变压器或电容器保护水平。通常，无功控制决策目标中没有考虑尽量继电器，由保护设备再将升降主变分接头或者分少调主变分接头，在功率因数合格时往往只调节合电容器组开关的指令通过间隔层与过程层之主变分接开关，使电压处于合格范围，导致主变间的事件(GOOSE)网络传送至主变或者电容器分接开关调节过频。另外由于防震带的设置不合的智能操作箱，由其完成最后的升降档位或分合理，将会在边缘区出现

7、抖振现象，使开关频繁动开关的命令。同时，智能操作箱采集开关档位状作，严重时会导致开关损坏。态信息，通过GOOSE通信网传送给保护设备，再在充分考虑了上述问题缺陷之后，封周站实递交给后台监控系统，以供VQC程序对操作成施的VQC给出了以下五种调节方式：(1)只调电功与否进行参考判断。值得一提的是，为了保证压；(2)只调无功；(3)电压优先(当电压与无功不下达命令以及传递信息的准确、迅速，封周站对能同时满足要求时，优先保证电