變電站電壓無(wú)功控制策略

王超

【摘要】隨著第三次科技革命的開(kāi)展，世界各國(guó)的電力發(fā)展逐漸壯大，并且電力系統(tǒng)的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，在這種時(shí)代背景下，變電站電壓以及無(wú)功控制平穩(wěn)成為電力發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前，我們國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷的進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，并且其需求量呈現(xiàn)劇增的趨勢(shì)，在這種情形下，國(guó)家電力部門以及相應(yīng)的其他部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)變電站電壓無(wú)功控制質(zhì)量。本文將著重闡述變電站電壓無(wú)功控制的相關(guān)概況，探析變電站電壓無(wú)功控制策略與實(shí)施方法。

【關(guān)鍵詞】變電站；電壓；無(wú)功控制

伴隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力資源的數(shù)量與質(zhì)量要求也越來(lái)越高，因此必須在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)變電站電壓無(wú)功控制的力度。只有合理的控制電壓與無(wú)功，才能夠更好的保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，為社會(huì)生產(chǎn)與生活提供穩(wěn)定的電力資源。

一、變電站電壓無(wú)功控制的基本概況

變電站是解決當(dāng)前電力系統(tǒng)負(fù)荷狀態(tài)的基礎(chǔ)，這樣才能夠較好的降低無(wú)功電流量，從而有效的提高現(xiàn)有電力功率的使用效率。但是變電站中的變壓器和輸電線在某種程度上也會(huì)消耗大量的無(wú)功功率，這樣也會(huì)造成輸電效率的降低。有效而合理地控制電力系統(tǒng)的無(wú)功與電壓以實(shí)現(xiàn)無(wú)功的分層、分區(qū)就地平衡，可以最大限度地減少無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，降低電網(wǎng)的無(wú)功損耗，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。[1]目前，變電站電壓無(wú)功控制的研究存在著許多方面的問(wèn)題，這些問(wèn)題不僅僅是理論研究存在著許多問(wèn)題，其實(shí)踐運(yùn)用過(guò)程中也存在著較多的局限性。當(dāng)前，我們必須不斷加強(qiáng)實(shí)踐與理論研究，逐漸完善相關(guān)方面的問(wèn)題研究，積極采取措施來(lái)促進(jìn)變電站電壓與無(wú)功控制發(fā)展，加強(qiáng)無(wú)功的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，逐漸完善電壓無(wú)功自動(dòng)控制系統(tǒng)功能，這樣才能夠更好的提高變電站電壓無(wú)功控制效率。

二、變電站電壓無(wú)功控制策略

目前，我們國(guó)內(nèi)外在變電站電壓無(wú)功控制方面的研究成果比較多，其控制策略也多種多樣，在變壓器方面就存在著接頭調(diào)節(jié)、電容器投切等。當(dāng)前主要的變電站電壓無(wú)功控制策略主要有以下幾種：

（1）根據(jù)功率因數(shù)或者電壓高低調(diào)節(jié).變電站電壓無(wú)功控制按照功率因數(shù)或者是電壓高低進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，這種控制策略主要是利用自動(dòng)性能比較強(qiáng)的投切電容器組，這種設(shè)備能夠?qū)⒆冸娬倦妷阂约肮β室驍?shù)穩(wěn)定在一定的區(qū)間范圍內(nèi)部，并且使得這些要素的變換趨于平穩(wěn)，從而有效的實(shí)現(xiàn)無(wú)功控制與無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?。這種方式比較單一與簡(jiǎn)便，而且其控制過(guò)程比較可信，但是從本質(zhì)上而言，此種控制策略沒(méi)有充分的思考變壓器接頭的調(diào)節(jié)作用，因此電壓無(wú)功控制的性能與效果比較弱。

（2）以人工智能為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法.以人工智能的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法為基點(diǎn)探究出一組變壓器分接頭和電容器組投切量變量，從而會(huì)總結(jié)出一種新型的目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解：

J=XΔVΣ+Xpf+Xtap+Xnc

在上述目標(biāo)函數(shù)當(dāng)中XΔVΣ是指實(shí)際變電器電壓相對(duì)于既定電壓的偏移量，Xpf是指電壓無(wú)功的偏移率，Xtap為變壓器分接頭動(dòng)作的次數(shù)，Xnc為電容器組投切動(dòng)作的次數(shù)。[2]公式應(yīng)當(dāng)滿足以下幾種約束條件：a.ΣT≤TmaxΣ：一天內(nèi)變壓器分接頭動(dòng)作次數(shù)之和應(yīng)低于限定值；b.ΣNc≤NcmaxΣ：一天內(nèi)電容器投切次數(shù)之和應(yīng)小于或者等于限定值；c.Vmin≤V≤Vmax：實(shí)際電壓值在兩種最值的中間；d.pf≥pfmin：功率因數(shù)不能夠低于既定值。目前，我們國(guó)家已有的電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)水平、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、狀態(tài)估計(jì)、通信、實(shí)時(shí)監(jiān)控等軟硬件技術(shù)仍有待發(fā)展，至今尚無(wú)成熟的適用于我國(guó)電力系統(tǒng)的全網(wǎng)智能動(dòng)態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)。在這種背景下，我們國(guó)家的電力工程運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常采用九區(qū)圖控制方式來(lái)控制變電站電壓無(wú)功。

（3）傳統(tǒng)模型下九區(qū)圖法實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)功控制.這種類型的控制方法是通過(guò)將電壓以及無(wú)功的界點(diǎn)值作為基本點(diǎn)從而將電壓-無(wú)功劃分成為不同的九個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都會(huì)選用不同類型的控制方法。這種變電器電壓無(wú)功控制方法在實(shí)踐運(yùn)用過(guò)程中，會(huì)根據(jù)具體的情況來(lái)制定不同的控制方法。如下圖1所示：

這種電壓無(wú)功控制方法的結(jié)構(gòu)比較清晰，而且運(yùn)用的原理比較透徹，并且這種控制方法能夠運(yùn)用單機(jī)片進(jìn)行操作，其不足的地方主要是各種變電容器組的設(shè)備運(yùn)行頻率較高，成本較高，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值偏低。

三、變電站電壓無(wú)功控制策略的實(shí)施方法

變電站電壓無(wú)功控制策略的實(shí)現(xiàn)形式也各不相同，主要有基于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的VQC、VQC專用獨(dú)立式成套裝置、半獨(dú)立式新型VQC控制方式等。

（1）以變電站自動(dòng)化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的VQC.目前，科學(xué)技術(shù)水平日趨發(fā)達(dá)，變電站相關(guān)方面的基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善，自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站的使用范圍逐漸廣泛，一般都會(huì)采用本區(qū)域或者是遠(yuǎn)方監(jiān)控的一體化自動(dòng)操作系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠有效的收集與處理關(guān)于電流的信息。一般只需要對(duì)其裝置輸入既定的指令，從而能夠?qū)崿F(xiàn)控制變電站電壓無(wú)功的目標(biāo)。

（2）VQC專用獨(dú)立式成套裝置.與VQC配套使用的獨(dú)立式成套裝置是一種常常被用來(lái)控制變電站電壓與無(wú)功的裝置。這種裝置的特點(diǎn)是集I/O單元與分析判斷功能于一體，相關(guān)閉鎖信號(hào)由相應(yīng)裝置的硬接點(diǎn)輸入，所需測(cè)量值由自帶的I/O單元采集，有關(guān)控制也由自帶的I/O輸出。這種系統(tǒng)性較強(qiáng)的電壓無(wú)功控制模式能夠把不同類型的VQC集中在單獨(dú)的一個(gè)裝置中，同時(shí)也能將其功能集中為一體，并且不受其他系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的影響，所以這種裝置的可行性比較高。

（3）半獨(dú)立式新型VQC控制方式.根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，很需要有一種介于VQC專用成套獨(dú)立裝置和基于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的VQC之間的控制方式——“半獨(dú)立式VQC控制”，即將變電站自動(dòng)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。

四、結(jié)論

變電站電壓無(wú)功控制能夠極大的滿足變電站的長(zhǎng)期工作，以此來(lái)保證變電站電壓的穩(wěn)定，為社會(huì)輸送功率更加平穩(wěn)的電力資源。在這種情況下我們定當(dāng)積極探析變電站電壓無(wú)功控制策略，以此來(lái)穩(wěn)定電壓與無(wú)功變化值。

參考文獻(xiàn)

[1]徐春新，何燕斌，孫培銀，沈波，陳寶德，賈文斌，王秋瑞.淺議500kV香山變電站無(wú)人值班技術(shù)改造[J].中國(guó)電業(yè)（技術(shù)版），2011（06）：23-27.

[2]李新海，鄒正華，徐春新，劉永強(qiáng).電容器故障在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2010（31）：78-79.