变电站电压和无功综合自动控制实现和探析

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1、变电站电压和无功综合自动控制实现和探析　　【摘要】：本文主要对变电站电压无功控制的基本原理进行了阐述，并提出了变电站电压无功控制策略，同时论述了关于110kV变电站电压无功的优化控制策略。【关键词】：变电站电压；无功功率；自动控制中图分类号：TM6文献标识码：A引言对变电站进行电压无功控制，可以提高输配电网的可靠性和经济性。在实际的工作中，影响变电站电压无功控制的因素有很多，需要定量研究系统电压与无功控制效果的关系，突破定性分析的框架，进而保证电压质量以及无功平衡。1、变电站电压无功控制的基本原理变电站电压无功控制是以VQC为基本原理的。由图1所示，Uh、UI分别为变压器的高压侧和低压侧电压，

2、n1为OLTC变压器的变比，为调压式无功补偿装置调压器的变比，P+jQ为总有功和无功负荷，Ri、Xi为变电站出线阻抗，其中(i=1、2，……，n)。调压式无功补偿装置的容量为：7其中，UN为电容的额定电压；QC2是随着自耦变压器的变比n2的增大而增大，随着n2的减小而减小，n2∈（x~1），其中x的确定是依据调压器档数进行的，通常将其取为0.6。固定电容器组C1的补偿容量为：总的无功补偿容量则为：为应对负荷的变化，就要对固定电容器组和可变电容器组的补偿容量进行合理的确定，进而达到无功补偿的精细化控制的目的。通常来说，因为每一天的负荷峰谷时段都比较有规律，因此要合理的调节固定电容器以及调压式无功

3、补偿装置，这样可以与变电站对无功的基本需求相满足。2、变电站电压无功控制策略2.1、按功率因数，电压复合调节主要的判断方法主要有两种：（1）以功率因数为辅，电压为主，如果电压不能达到既定标准，就要考虑投入的电容，如果电压达到了标准，就不需要考虑到功率因数；（2）将功率因数和电压作为两个并列的因数，如果电压达到了既定的标准，当功率因数的标准达到了投切的条件，就投入电容。这两种判断方式，在操作的时候比较简单，充分考虑了无功补偿的因素，但是对于电容器组与变压器分接头的配合有所忽略，导致某些状态下，无功补偿效果较差或造成并联电容组频繁投切。2.2、九区图法的控制策略72.2.1、传统九区图法的控制方法

4、软件实现电压无功综合控制的基本方法是采用9区图控制策略。它是依据变电站当前的运行方式，并利用实时监测的电压和无功（或功率因数）两个判别量构成变电站综合自动控制策略，综合逻辑判断是基于给出的电压和无功的上下限特性，把电压和无功平面分割成9个控制区，各个区域对应不同的控制策略，根据监测的实时电压、无功，判定当前变电站运行在哪个控制区，再根据相应的控制策略对分接头和电容器组进行控制。图2为九区图，各区动作方案如下：1区：电压超上限，无功超下限(功率因数越下限)。发出电容器切除指令，当电容器全部切除后，电压仍高于U上时，再发出变压器分接头降压调节指令。2区：电压超上限，无功(功率因数)合格。发分接头降

5、压指令，直到电压合格，若分接头挡位已调至最高档，而电压仍高于上限，则强行切除部分并联电容器组。3区：电压超上限，无功超上限(功率因数超下限)，先发出变压器分接头降压调节指令至电压合格；当有载调压已处于下限，而电压仍高于上限时，则强切电容器。4区：电压合格，无功超下限(功率因数越上限)。发出电容器切除指令，当电容器全部切除后，运行点仍在该区，则维持该运行点。75区：电压、无功均合格。维持该运行点，不发调整指令。6区：电压合格，无功超上限(功率出数越下限)。发出电容器投入指令，当电容器全部投入后运行点仍在该区，则维持运行点。7区：电压超下限，无功超下限(功率因数越上限)；发出变压器分接头升压调节指

6、令，当有载调压已处于上限时，再发出电容器投入指令。8区：电压超下限，无功(功率因数)合格。发出变压器分接头升压调节指令，当有载调压已处于上限时，再发出电容器投入指令。9区：电压超下限，无功超上限(功率因数越下限)。发出电容器投入指令，当电容器全部投入后，电压仍低于U下时，发出变压器分接头升压调节指令。2.2.2、人工智能的九区图方法7电压无功控制系统的主要特性是模糊性、非线性、复杂性以及对控制要求的实时性强，而这些特性直接决定了在实现过程中，运用传统的控制方法和数学模型存在着困难，因此导致传统的九区图法存在一定的局限性。而随着科学的不断进步，人工智能的方法也在不断成熟，智能算法因自适应性等优势

7、，也被应用到电力系统的控制、分析以及计算等方面，从而可以弥补传统的方法存在的不足。作为一种较为有效、普遍的方法，模糊数学利用在算法计算上存在很大的不同，主要是用于求解变电站电压无功优化问题。模糊理论存在的主要缺点是由于对信息进行模糊处理，是一种简单的方法，从而导致系统的精度有所降低，控制精度的下降，使精度的确定存在一定的困难，而且在实际的应用过程中，因为模糊理论一般是采用试凑法来确定定量的定义和选