變電站電壓無功控制策略和實現(xiàn)方式

【摘要】變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，保證變電站的正常運(yùn)行是非常重要和關(guān)鍵的。而無功控制正是當(dāng)前變電站控制系統(tǒng)中的主要技術(shù)，其在某種程度上決定著變電站電壓的穩(wěn)定性以及其運(yùn)行效率?，F(xiàn)本文主要從控制策略和實現(xiàn)方式兩個角度來探討變電站電壓無功控制的相關(guān)問題，以供參考。

【關(guān)鍵詞】變電站；電壓；無功控制；策略；實現(xiàn)方式

在變電站的運(yùn)行過程中，常常會因為各種因素的影響而產(chǎn)生無功功率，這些無功功率不但會降低變電站的運(yùn)行效率，增大能耗，還會降低電壓的穩(wěn)定性，給變電站設(shè)備帶來一定的損害。因此我們必須要正視起變電站的無功補(bǔ)償和無功控制。那么應(yīng)該采取哪些措施才能實現(xiàn)良好的電壓無功控制呢？以下筆者就結(jié)合自身的工作經(jīng)驗來談?wù)勛冸娬倦妷簾o功控制策略及其實現(xiàn)方式，希望能夠為有關(guān)人士提供借鑒。

1、變電站電壓無功控制策略分析

變電站電壓的無功控制，事實上就是一種多目標(biāo)最優(yōu)控制，也就是說，在很多種目標(biāo)中要選出其中最優(yōu)的那個目標(biāo)，就是變電站需要采取的電壓無功控制策略。目前在我國，變電站的變壓器的自動控制形式主要有兩種，一種為分接頭調(diào)節(jié)方法，一種為電容器投切方法。在對其分別采取無功控制策略時，一般主要有以下幾種形式：

1.1 在功率因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行電壓無功控制，這主要是針對電容器投切為自動控制方式的變壓器而言，其會在運(yùn)行中結(jié)合電網(wǎng)和變壓器的功率因素來實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，這種電壓無功控制策略較為容易實施，方法比較簡單，也基本上能夠滿足電壓功率調(diào)節(jié)的要求，但是其只能使用在一種變壓器形式中，而在分接頭調(diào)節(jié)中無法使用，因此無功補(bǔ)償?shù)男氏鄬^低，并不能滿足相應(yīng)要求。

1.2 在人工智能技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的動態(tài)調(diào)節(jié)。這種方法主要是在人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)上，對變壓器的自動控制調(diào)節(jié)的相關(guān)變量進(jìn)行查找，并計算出其目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。也就是實現(xiàn)多目標(biāo)的最優(yōu)控制。這種電壓無功補(bǔ)償方法雖然效果較高，但是卻很容易受到條件的限制。目前我國的相關(guān)科技水平都還不夠發(fā)達(dá)，因此人工智能技術(shù)的應(yīng)用也受到很大限制，目前并為在我國電網(wǎng)系統(tǒng)中大面積推廣使用。

1.3 九區(qū)圖控制。這種控制方法是一種相對較為傳統(tǒng)的電壓無功控制方法，但是在人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用下，九區(qū)圖控制法有了一定的改進(jìn)與完善。其中傳統(tǒng)的九區(qū)圖控制閥就是以電壓上下限值和無功的上下限值為劃分依據(jù)，把電壓-無功的平面分成9部分，并對這9部分分別采取不同的措施來進(jìn)行控制。這種傳統(tǒng)的九區(qū)圖控制方法僅僅只注重了電壓與無功的上下限值，而并沒有全面考慮到其他方面對電壓無功控制的影響，并且其控制方法在一定程度上存在著盲目性，不能進(jìn)行明確的無功控制和調(diào)節(jié)。但是其原理較為簡單明了，因此一般多在單片機(jī)中使用。而在當(dāng)前較為復(fù)雜的多功能變壓器自動控制系統(tǒng)中，可以采用人工智能技術(shù)改進(jìn)后的九區(qū)圖無功控制方法。其無功控制方法有三種形式，分別是基于專家系統(tǒng)的電壓無功調(diào)節(jié)、基于模糊控制理論的電壓無功調(diào)節(jié)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電壓無功調(diào)節(jié)。在具體的使用過程中，需要根據(jù)變電站變壓器自動控制系統(tǒng)的實際情況來合理選擇。并且由于人工智能技術(shù)水平還相對較低，因此該無功控制技術(shù)還需要在使用的過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗并加以改進(jìn)。

2、電壓無功控制（VQC）的實現(xiàn)方式

2.1 基于變電站自動化系統(tǒng)的VQC

在現(xiàn)代科技的推動下，電力技術(shù)水平有了飛速的提升，變電站也逐漸實現(xiàn)了無人值班變電站，且數(shù)量越來越多，這不但節(jié)省了大量的人力，還降低了變電站運(yùn)行系統(tǒng)，提高了其自動化、智能化水平。但是正是因為無人值班變電站沒有人員值班，因此其自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)才要更加完善。目前無人值班變電站都需要與遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心保持通暢聯(lián)絡(luò)，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。一般多借助RTU裝置來實現(xiàn)電壓無功控制。該裝置也具備控制變壓器分接開關(guān)、電容器開關(guān)動作的功能。因此在此裝置的基礎(chǔ)上添加相應(yīng)的電壓無功控制模塊到變電站自動化系統(tǒng)軟件中，將系統(tǒng)采集到的信息進(jìn)行計算、分析，輸出控制命令給被控對象，即可實現(xiàn)VQC控制目的。

2.2 VQC專用獨立式成套裝置

專門用于實現(xiàn)變電站VQC功能的成套裝置在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。這種裝置的特點是集IO單元與分析判斷功能于一體，相關(guān)閉鎖信號由相應(yīng)裝置的硬接點輸入，所需測量值由自帶的IO單元采集，有關(guān)控制也由自帶的IO輸出。這種控制方式將各種VQC功能集中于一個裝置中，不受其他系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的影響，因而可靠性高。缺點是所需敷設(shè)電纜較多、安裝調(diào)試麻煩，不能充分利用站內(nèi)自動化資源，變電站運(yùn)行方式改變時其功能改變與擴(kuò)充困難。VQC專用裝置主要適用于非自動化的變電站。國內(nèi)目前這種裝置型號較多。

2.3 半獨立式新型VQC控制方式

根據(jù)電力系統(tǒng)的實際情況，很需要有一種介于VQC專用成套獨立裝置和基于變電站自動化系統(tǒng)的VQC之間的控制方式——“半獨立式VQC控制”，即將變電站自動化裝置所提供的信息經(jīng)VQC專用裝置運(yùn)算處理后直接輸出控制。該方式的輸出部分是自帶的，而輸入部分基于自動化系統(tǒng)裝置。這種半獨立式VQC裝置通過在自動化系統(tǒng)的上傳口截取所需信息，經(jīng)控制裝置的分析處理得到控制信號，然后通過本身的輸出回路控制相應(yīng)的對象。變電站自動化系統(tǒng)中若投入這種VQC控制裝置，只需接入少量的電纜和改動很少的回路。該方式安全、方便，有很高的實用價值。

3、結(jié)束語

在變電站的運(yùn)行系統(tǒng)中，加強(qiáng)變電站的電壓無功補(bǔ)償控制是非常重要的。雖然目前我國的電力技術(shù)水平有了很大的提升，但是相對來講，其中還有很多地方需要改進(jìn)和完善。因此在實施電壓無功控制的過程中國，必須要注重功能鎖閉問題，并確保其與遠(yuǎn)方調(diào)度中心之間的通信狀況保持良好，完善相應(yīng)的人機(jī)界面，以最大程度的提高變電站電壓無功控制系統(tǒng)。尤其是在無人值班變電站越來越多的情況下，若不盡快提高其電壓無功控制水平，則將會給其運(yùn)行和維護(hù)帶來很大不便。本文中主要對變電站電壓無功控制策略和實現(xiàn)方式分別進(jìn)行了闡述，希望能夠為相關(guān)人士提供一些幫助。

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