电站电压无功控制策略归纳及改进

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1、电站电压无功控制策略归纳及改进—、无功控制原理电压是衡量电能质量的重要标准2—，电压质量对电网的安全可靠运行至关重要。变电站电压无功控制(VQC)主耍指的是通过调解有载调压变压器分接头和投切并联电容器来调节电压及无功平衡。其中电压指的是变电站低压母线电压,无功指的是从上级输电线吸收的无功。图1简单电力系统示意图如图1所示的简单电力系统，说明变电站电压无功控制原理。在未投入并联电容器前有：UL=E2—R2=KE】—R2Pl+丿QUn其中込为负荷电压，民为变压器低压侧电压，&为变压器等效电阻，Pl及0是负荷有功及无功，为额定电压。投入并联电容器后如图2：图2投入并联电容器后电压无功控制模型UL=E

2、2-只2】2=KE±一r2PL+jQ「jQc其中Qc为补偿无功功率。可以看出升高变压器分接头，则电压上升，无功增大。投入电容器组，电压上升，无功减少。在实际应用屮通常要兼顾电压及无功功率双参数的调解，靠人工调解往往不能准确判断和即时调解。因此，无功口动控制成为一个值得研究的话题。‘控制策略的归纳二、“九区图”策略无功控制的要求是使变压器低压母线的电压控制在电压上卜•瞰"h，/)Z间,使高压输电线吸收的无功控制在上下限(Qh，之间。由此诞生了“九区图”策略。U八81270Uh365QlUL4Qh“九区▼Q图3“九区图”策略『各区域控制措施如下表1。序号电压情况无功情况控制对策0合格合格不调整1越

3、上限合格降压2越上限越下限降压，无功仍越下限，接着投电容3合格越下限投电容4越下限越下限投电容，电压仍越下限，接着升压5越下限合格升压6越下限越上限升压，无功仍越上限，接着切电容7合格越上限切电容8越上限越上限切电容，电压仍越上限，接着降压表1“九区图”控制策略表“九区图”存在的主要问题1、“九区图”控制简单方便，便于实现。控制过程直接。但是在该方法的过程中，限值固定，不能很好地反映电压无功变化的特点，无法实现电压无功合格及装置动作次数的综合最优。2、在1、7、3、5区域存在两种可能的控制策略；如果控制措施不当，则系统将从一种不合格状态进入另一种不合格状态。3、“九区图”对控制设备的使用是无限

4、次的，而实际操作中分接头调节和电容器组投切次数是有严格限制的。4、由于“九区图”中只耍进入第0区就不会再有调节，可能造成系统长时间运行在电压、无功或功率因素不合格状态边缘，而不能将系统控制在额定最佳运行状态。为解决上述问题，有视为改进型“九区图”的11区域图法，13区域图法,以下仅简单介绍在1、7、3、5区域增加8个小区域的17区域图法。三、扩展的17区域控制策略17区域控制策略效杲图如卜'图4o每个区的的控制方案可口动整定，白动整定可按五种方式进行:只考虑无功,电压优先，无功优先，综合考虑。将动作区间进一步细化改进控制策略存在一个普遍问题，其控制一定为单向控制，认为其设定的限值为恒定值，即未

5、考虑无功调节对电压的影响以及Z间的相互协调关系，VQC—宜使用这些定值，这些定值与实际值的误差往往会导致装置的误动作或控制震荡。为了解决电压调节边界相对固定问题，我们引入模糊边界。四、基于模糊控制理论的电压无功调节电力系统中无功的调节对电压会产生影响，但在系统参数有限的情况下，投切电容器引起的电压及无功的变化是不可知的。而模糊控制适用丁•不确定的、互相冲突的多目标优化问题。这类控制策略将电压状态引入无功调节判据，把原先固定的无功上下限边界变为受电压影响的模糊边界。根据模糊控制策略，无功调节按照新Q限值，新边界的斜率也可随电压状态灵活地改变。这种方法充分考虑了电压无功动态平衡，减少了设备的动作次

6、数,保证了电容器和分接头动作合理、有效。例如，当电压较高II未越上限，而无功不是太缺或电压较低且未越卜•限，而无功又不是过多时（如图中阴影区），按照模糊新I」边界，可以不调分接头或投切电容器，避免了因投电容器引起电压进一步升高，越上限，从而导致不必要的分接头调节的情况。除以上方法外还有基于人工神经网络的电压无功调节的方法、“五区图”控制方法、“九区图”控制方法等。对控制效果进行了一系列的提升。