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摘 要：維持電力系統(tǒng)的電壓在允許的范圍內(nèi)變動，對保障電力負(fù)荷的正常運行和系統(tǒng)自身的安全至關(guān)重要，而電壓水平則是與無功功率的平衡密切相關(guān)，控制無功補償?shù)碾娙萜魍肚�，可以改變網(wǎng)絡(luò)無功功率分布，改善功率因素，減少網(wǎng)損和電壓損耗，本文介紹一種新型的基于工控工作站的電壓和無功自動調(diào)節(jié)裝置。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 電壓和無功 自動調(diào)節(jié) VQC自動裝置 控制策略
一、前言
維持電力系統(tǒng)的電壓在允許的范圍內(nèi)變動，對保障電力負(fù)荷的正常運行和系統(tǒng)自身的安全至關(guān)重要，而電壓水平則是與無功功率的平衡密切相關(guān)，控制無功補償?shù)碾娙萜魍肚�，可以改變網(wǎng)絡(luò)無功功率分布，改善功率因素，減少網(wǎng)損和電壓損耗，對此要求電力系統(tǒng)的無功盡量的保證就地平衡。以前的控制手段是手動調(diào)節(jié)，隨著電力自動化程度的提高，現(xiàn)在使用較為普遍的是由微處理器構(gòu)成的自動調(diào)節(jié)裝置來完成，該類型的裝置在手動的調(diào)節(jié)上有了進步，但它仍有著以下主要缺陷：
1、控制方式有限，在有限的方式外不能根據(jù)具體的要求設(shè)定。
1、結(jié)構(gòu)簡單，主要由工控工作站、接口機箱和打印機構(gòu)成。
2、軟件采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和模塊化設(shè)計，向用戶提供了最優(yōu)的人機界面。
(2)運行方式識別
對于雙卷變的變電站，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線之間有連通時為變壓器“并聯(lián)”運行方式，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線之間無連通時為變壓器“獨立”運行方式。
對于三卷變的變電站，當(dāng)中壓側(cè)或低壓側(cè)母線之間有連通時為變壓器“并聯(lián)”運行方式，當(dāng)中壓側(cè)和低壓側(cè)母線之間均無連通時為變壓器“獨立”運行方式。
(3)運行區(qū)域識別
對于雙卷變的變電站，以高壓側(cè)判無功，以低壓側(cè)判電壓。
對于三卷變的變電站，以高壓側(cè)判無功，以目標(biāo)側(cè)判電壓。
雙卷變的變電站，目標(biāo)側(cè)為低壓側(cè)。三卷變的變電站，目標(biāo)側(cè)為中壓側(cè)或低壓側(cè)可由用戶設(shè)定。
3、目標(biāo)側(cè)的控制：
變電站運行狀態(tài)可分為九個大區(qū)域和兩個小區(qū)域，如圖2所示。圖中縱坐標(biāo)為目標(biāo)側(cè)電壓U，橫坐標(biāo)為變壓器無功Q。+U表示目標(biāo)電壓的上限;-U表示目標(biāo)電壓的下限。+Q表示無功上限，系統(tǒng)向變電站輸送無功(無功不足，COSΦ滯后);-Q 表示無功下限，變電站向系統(tǒng)倒送無功(無功過剩，COSΦ超前)。整個平面由以下四條直線，即+U、-U、+Q、-Q分為九個大區(qū)域。中間0區(qū)為電壓和無功均合格區(qū)，其余八個區(qū)為控制區(qū)。裝置默認(rèn)的控制策略[1]如表1所示。 
9區(qū)和10區(qū)為防振區(qū)，一般不加控制。
-1區(qū)為電壓越極限區(qū)，此時閉鎖變壓器和電容器的所有控制指令。
| 區(qū)號 |
越限情況 |
控制要求 |
| 0 |
電壓無功均合格 |
不控制 |
| 1 |
電壓越上限 |
降檔 |
| 2 |
電壓越上限無功越上限 |
先降檔后投電容器 |
| 3 |
無功越上限 |
投電容器 |
| 4 |
電壓越下限無功越上限 |
先投電容器后升檔 |
| 5 |
電壓越下限 |
升檔 |
| 6 |
電壓越下限無功越下限 |
先升檔后切電容器 |
| 7 |
無功越下限 |
切電容器 |
| 8 |
電壓越上限無功越下限 |
先切電容器后降檔 |
表1 裝置默認(rèn)控制策略
以上控制策略是最基本的，用戶亦可根據(jù)實際需要自己設(shè)定。
裝置的目標(biāo)電壓上下限和無功上下限不是固定不變的，它每天可分成若干段，每段的起止時間和電壓無功上下限均可任意設(shè)定。
4、輔助側(cè)的控制：
對于三級電壓的變電站，先對目標(biāo)電壓側(cè)采取九區(qū)圖控制策略，當(dāng)目標(biāo)側(cè)母線電壓、無功都處于正常區(qū)域后，才轉(zhuǎn)而對另一側(cè)電壓進行輔助控制。若輔助側(cè)電壓越限，就充分利用并聯(lián)補償電容器的作用，盡可能把輔助側(cè)的電壓也控制合格范圍內(nèi)，輔助側(cè)按電壓上下限僅進行電容器投切控制。輔助側(cè)電壓越上限時切相應(yīng)母線的一組電容器，輔助側(cè)電壓越下限時投相應(yīng)母線的一組電容器。中壓側(cè)為目標(biāo)側(cè)還是低壓側(cè)為目標(biāo)側(cè)可根據(jù)用戶需要設(shè)定。
5、電容器投切優(yōu)先級：
先按平衡原則選擇母線，同一條母線下可選擇按默認(rèn)輪換方式或按優(yōu)先級設(shè)置方式選擇電容器。
6、全面的閉鎖和報警功能[2]：
(1)母線電壓越極限時(此時運行區(qū)域判定為-1區(qū))，閉鎖相關(guān)變壓器和電容器的控制指令，發(fā)報警信號。電壓恢復(fù)正常時自動延時解除閉鎖和報警。
(9)變壓器出現(xiàn)連調(diào)故障(同方向連調(diào)次數(shù)達極限)時，閉鎖該變壓器在同一方向的調(diào)檔指令，直至該變壓器出現(xiàn)反向調(diào)檔時解除閉鎖。
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