变电站电压无功控制策略

王超

【摘要】随着第三次科技革命的开展，世界各国的电力发展逐渐壮大，并且电力系统的规模也在逐渐扩大，在这种时代背景下，变电站电压以及无功控制平稳成为电力发展的主要趋势。目前，我们国家国民经济不断的进步与发展，对电力的需求量越来越大，并且其需求量呈现剧增的趋势，在这种情形下，国家电力部门以及相应的其他部门应当加强对变电站电压无功控制质量。本文将着重阐述变电站电压无功控制的相关概况，探析变电站电压无功控制策略与实施方法。

【关键词】变电站；电压；无功控制

伴随着时代的进步与发展，社会对电力资源的数量与质量要求也越来越高，因此必须在电力系统运行过程中加强对变电站电压无功控制的力度。只有合理的控制电压与无功，才能够更好的保证电力系统正常运行，为社会生产与生活提供稳定的电力资源。

一、变电站电压无功控制的基本概况

变电站是解决当前电力系统负荷状态的基础，这样才能够较好的降低无功电流量，从而有效的提高现有电力功率的使用效率。但是变电站中的变压器和输电线在某种程度上也会消耗大量的无功功率，这样也会造成输电效率的降低。有效而合理地控制电力系统的无功与电压以实现无功的分层、分区就地平衡，可以最大限度地减少无功功率在电网中的流动，降低电网的无功损耗，提高电网运行的经济效益。[1]目前，变电站电压无功控制的研究存在着许多方面的问题，这些问题不仅仅是理论研究存在着许多问题，其实践运用过程中也存在着较多的局限性。当前，我们必须不断加强实践与理论研究，逐渐完善相关方面的问题研究，积极采取措施来促进变电站电压与无功控制发展，加强无功的实时动态补偿，逐渐完善电压无功自动控制系统功能，这样才能够更好的提高变电站电压无功控制效率。

二、变电站电压无功控制策略

目前，我们国内外在变电站电压无功控制方面的研究成果比较多，其控制策略也多种多样，在变压器方面就存在着接头调节、电容器投切等。当前主要的变电站电压无功控制策略主要有以下几种：

（1）根据功率因数或者电压高低调节.变电站电压无功控制按照功率因数或者是电压高低进行调节与控制，这种控制策略主要是利用自动性能比较强的投切电容器组，这种设备能够将变电站电压以及功率因数稳定在一定的区间范围内部，并且使得这些要素的变换趋于平稳，从而有效的实现无功控制与无功补偿的功能。这种方式比较单一与简便，而且其控制过程比较可信，但是从本质上而言，此种控制策略没有充分的思考变压器接头的调节作用，因此电压无功控制的性能与效果比较弱。

（2）以人工智能为基础的动态规划方法.以人工智能的动态规划方法为基点探究出一组变压器分接头和电容器组投切量变量，从而会总结出一种新型的目标函数最优解：

J=XΔVΣ+Xpf+Xtap+Xnc

在上述目标函数当中XΔVΣ是指实际变电器电压相对于既定电压的偏移量，Xpf是指电压无功的偏移率，Xtap为变压器分接头动作的次数，Xnc为电容器组投切动作的次数。[2]公式应当满足以下几种约束条件：a.ΣT≤TmaxΣ：一天内变压器分接头动作次数之和应低于限定值；b.ΣNc≤NcmaxΣ：一天内电容器投切次数之和应小于或者等于限定值；c.Vmin≤V≤Vmax：实际电压值在两种最值的中间；d.pf≥pfmin：功率因数不能够低于既定值。目前，我们国家已有的电子计算机计算机水平、数据库技术、状态估计、通信、实时监控等软硬件技术仍有待发展，至今尚无成熟的适用于我国电力系统的全网智能动态规划系统。在这种背景下，我们国家的电力工程运行过程中经常采用九区图控制方式来控制变电站电压无功。

（3）传统模型下九区图法实现电压无功控制.这种类型的控制方法是通过将电压以及无功的界点值作为基本点从而将电压-无功划分成为不同的九个区域，每个区域都会选用不同类型的控制方法。这种变电器电压无功控制方法在实践运用过程中，会根据具体的情况来制定不同的控制方法。如下图1所示：

这种电压无功控制方法的结构比较清晰，而且运用的原理比较透彻，并且这种控制方法能够运用单机片进行操作，其不足的地方主要是各种变电容器组的设备运行频率较高，成本较高，其经济价值偏低。

三、变电站电压无功控制策略的实施方法

变电站电压无功控制策略的实现形式也各不相同，主要有基于变电站自动化系统的VQC、VQC专用独立式成套装置、半独立式新型VQC控制方式等。

（1）以变电站自动化系统为基础的VQC.目前，科学技术水平日趋发达，变电站相关方面的基础设施日趋完善，自动化系统在变电站的使用范围逐渐广泛，一般都会采用本区域或者是远方监控的一体化自动操作系统，这些系统能够有效的收集与处理关于电流的信息。一般只需要对其装置输入既定的指令，从而能够实现控制变电站电压无功的目标。

（2）VQC专用独立式成套装置.与VQC配套使用的独立式成套装置是一种常常被用来控制变电站电压与无功的装置。这种装置的特点是集I/O单元与分析判断功能于一体，相关闭锁信号由相应装置的硬接点输入，所需测量值由自带的I/O单元采集，有关控制也由自带的I/O输出。这种系统性较强的电压无功控制模式能够把不同类型的VQC集中在单独的一個装置中，同时也能将其功能集中为一体，并且不受其他系统或网络的影响，所以这种装置的可行性比较高。

（3）半独立式新型VQC控制方式.根据电力系统的实际情况，很需要有一种介于VQC专用成套独立装置和基于变电站自动化系统的VQC之间的控制方式——“半独立式VQC控制”，即将变电站自动化装置所提供的信息经VQC专用装置运算处理后直接输出控制。

四、结论

变电站电压无功控制能够极大的满足变电站的长期工作，以此来保证变电站电压的稳定，为社会输送功率更加平稳的电力资源。在这种情况下我们定当积极探析变电站电压无功控制策略，以此来稳定电压与无功变化值。

参考文献

[1]徐春新，何燕斌，孙培银，沈波，陈宝德，贾文斌，王秋瑞.浅议500kV香山变电站无人值班技术改造[J].中国电业（技术版），2011（06）：23-27.

[2]李新海，邹正华，徐春新，刘永强.电容器故障在线监控系统的设计与实现[J].微计算机信息，2010（31）：78-79.