电力论文范文浅析35kV变电站电压无功综合控制策略

 　　摘要：随着社会的不断发展，虽然现在人们已经进入了信息社会的时代，但是对于人们来说最为重要的能源依然是电能，我们知道衡量电能质量最主要的一个指标就是电压，对于电压有重大影响的因素是无功。在35kV变电站当中，对于电压无功的调整当中使用的是电压无功综合控制器。本文主要对此进行分析讨论。

　　关键词：电力论文范文,35kV变电站;电压无功综合控制器;策略

　　在当今这个以电为主要能源的社会当中，人们对于电量的质量问题要求越来越高，而电压却是对电能质量影响最为突出的一个指标。电网的运行是否稳定、电力设备在运作的过程中能否安全，电压质量有着很大的影响。对于电压质量影响比较明显的内在因素是无功，对于各级变电站来说，对电压采用无功进行调节，就是它们最主要的任务之一。变电站的作用就是实现无功的就地平衡、减少无功在线路上面的流动、最大程度降低线网损害以及让全网能够实现优化运行。在35kV变电站当中，为了能够弥补电站系统还有用户本身无功不足的问题也为了确保变电站本身的电压质量能够达到合格的标准，一般的情况下都是使用投切电容器组来对无功进行补偿、主变压器里面的分接头进行变化这两种方法来做到。要改善电能的质量还有让劳动生产率进一步的提高，因此电压无功的自动控制已经是必然要使用到的一种手段。

　　一 传统电压无功控制策略

　　在以往我国35kV的变电站，对于电压的无功控制装置在控制策略上一般都是有三种方法。

　　1、单一功能的控制策略

　　这样的控制策略有着相当突出的特点：(1)它是按照功率因数本身的大小来进行控制;(2)以母线电压作为依据来进行曲线控制;(3)在变电站输送电流的过程当中，无功的功率会经常发生变化，而这种单一的功能就能够针对无功功率的变化来进行控制;(4)不同的时间无功的变化也有所不同，所以昼夜之间的控制程度不一样;(5)以负载电流的大小还有电压电流相位差这样的变化来进行控制。

　　2、综合控制功能的控制策略

　　这种控制策略相对来说比较简单，变电站按照电压还有功率的因数来进行复合控制或者是对电压的变化加上时间的变动，进行复合控制。

　　3、电压无功综合控制的控制策略

　　我们对于这一类的控制策略有着另一种称呼，称之为“九域图”法。这种方法主要是控制主变低压侧的电压，以这个作为主要的控制目标，也有明确的参考条件，就是无功的功率或者是功率因数这两种，对电压。无功功率还有功率因数等因素的上下限进行界定，然后再用九个区域来界定出九个区域，不同的区域里面，有着不同规定的控制方式，这样的控制方法更加全面的实现了对电容器组还有主变有载分接开关这两者的联合控制。在当前，我国对于在线运行的电压无功综合控制装置，都是在这样的基础上发展过来的。

　　二 现在控制策略的状况

　　上面叙述的电压无功综合控制，对于指导相关工作人员对分接头的升还有降以及对电容器组的投和切都有着很重要的作用，实际上在运行当中它的效果十分良好。但是在现场的运行人员中，能够熟悉的掌握九域图这种方法的比较少，因为需要考虑到各种客观条件，所以掌握是相当困难的，主要有以下原因：(1)九域图的电压还有无功功率随时都在变动，因为它本身的上下限是受到很多因素所影响的，诸如季节、高峰还有低谷等，如果要对它们的上下限有所界定，是一件很困难的事情;(2)九域图是按照各种不同情况进行划分区域的，在这其中的某些区域有的时候会发生对两类的设备控制都有良好的运行作用，在这个时候要进行设备的筛选就有着很大的难度;(3)在九域图当中，某一些区域里面对于控制的结果有时候会产生相对的效应，也会产生振荡现象，在这个时候我们必须要对两类的设备运行动作的先后进行判断，这个步骤无疑是相当困难的;(4)在九域图当中，对于控制设备可以有无限次的使用。但是每天中变压器的分接头动作次数、投、切电容器组的次数都是有着一定限制的，这两者的冲突使得工作人员难以有良好的把握。

　　在近年来一些科技工作者尝试对这些问题有所改进，他们把传统的九域图当中其中一个和电压状态没有联系的固定界限来作为判断无功补偿的依据，进而不断改良。已经有的学者进行过相关的试验，对构造电压和电容器组投切的一次线性关系进行研究，通过两者之间的关系让无功上下限成为受到电压影响的分段折线，这种方法在一定程度上面起到了改进的作用，因为它能够让边界区域里面一些“投切振荡”的现象有所改善，从而让调节次数变得更少。只是这样的改善在实际的运行当中依然不够，因为它仍然是不能够切实有效的阻止投切振荡的发生。也有的虽然不会再产生反复的投切现象但是对于电网无功功率的补偿不能够达到最大限度，所以电网当中还是存在着比较严重的欠缺补偿的现象。

　　三 电压无功综合控制的新策略

　　在新的策略当中最主要的目的就是能够对主变的调节次数有效减少以及降低投切振荡的发生几率，所以我们在这个新的策略当中引入了主变高压侧电压还有补偿电容电流的实际值，把这些实际值作为策略的参考变量。主变高压侧电压的引入能够让我们清楚知道里面更高一级的电压运行状况。从这些状况我们又能够将系统本身存在的病态运行状况清楚的区分开来，这样子能够有效的防止不合理的动作方式出现。

　　引入补偿电容器电流的实际值需要和电网当中的无功电流余量进行对比，对比之后确认能够满足相关的要求，在这样的情况之下我们才能够投入操作，不然的话不会让投切振荡切实的减少。

　　左图当中就是35kV变电站的等效模型。在K的时候我们就对分接开关进行调整，而到了K+1的时候我们就其中的比例变为TK+1,而电压就变成了UT2(K+1)，这个时候我们就需要注入无功了，而注入的无功是QTK+1。在K时刻的时候，我们对一组电容投入或者是切除了之后，电压就会发生变化，变成了UC2(K+1)这个时候我们需要注入无功为QCK+1。主变的高压侧电压是U1而电网当中的无功电流余量则是Iq，想要对电容电流当中进行补偿的实际值为Ic。主变的低压侧电压设为U而系统向变电站所注入的无功功率则是Q。

　　对于主变分接头的调整，如果降档升压之后U就会变大，而对应的客户所消耗的无功功率Q也会变大;升档降压之后U会变下，对应的客户消耗的无功功率Q也会减少。在电容器投入了之后就能够让无功得到就地的补偿，Q减少而U会增加;相对的如果将电容器切除了之后则Q会增大而U降低。

　　左图当中是35kV变电站当中，电压与无功之间的运行状态表示。

　　在变电站当中，为了能够最大程度的对系统还有用户发生的无功不足现象进行补偿，更是为了让变电站本身的电压能够达到质量的标准，通常都是使用一VQC为主的调整手段。在以往传统的控制策略当中，如果电网本身处于病态的条件之下，对于投切电容器所导致的投切振荡问题一直都不能够有效的进行解决，这不但会阻碍变电站本身电压质量的提高更是会对电网的安全经济运行造成妨碍。新的控制策略当中，对于以往所存在的问题引入了新的参考数值，这在一定的程度上面有效的解决了问题，因为主变分接头还有电容器两者的动作次数都因此减少了很多所以也直接的让设备的使用寿命更加长久。

　　参考文献：

　　[1].韩文庆、周志勇、王毅、赵国生、董艳艳.基于负荷预测的区域变电站电压无功综合控制的研究[J].电力系统保护与控制.2012(01)

　　[2].吴志宏.基于PLC的变电站电压无功综合控制系统的研究[D].沈阳工业大学.2007

　　[3].董艳艳.之能电网的电压无功综合控制方法研究[D].郑州大学.2012

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