变电站电压无功控制分析

王中明+许世洁+王丽丽+于海礁+于志勇+任东博+杜金财

摘 要：变电站电压、无功功率控制方法和原理、电压、无功功率自动控制装置（VQC）、应用程序的原则这五点为本篇文章的主要内容。首先对变电站电压和无功功率控制原理以及控制模式进行说明。其次对几种常用的控制策略和无功功率和电压控制中人工智能技术作用的介绍。最后概括总结现如今或是将来中国的变电站电压无功功率在受到控制时所遇到的麻烦。

关键词：变电站；电压无功；VQC

前言

电压是决定电力系统稳定性的一个因素，除此之外他还决定着电能质量的供电质量和可靠性。电力设备的安全运行与电压稳定性能有很大的关系。对于电压质量来说能够产生影响的因素是无功，而对无功功率的平衡的保持则是电压质量能够得到完成的重要条件，为了使这一要求达到标准，需要求系统中无功电源所供应的无功功率（其等于系统中无功负荷与无功损耗之和），也就是使电力系统在任一时间和任一负荷时的无功总出力（含无功补偿）与无功总负荷（含无功总损耗）保持平衡。

1、电压无功控制

无功功率自动控制装置是电压在我国的绝大部分中对变电站的无功控制方式中最重要的方式。对一部分存在于变电器中的电压以和他所需要的无功补偿的自动调节，在有载变压器和并联电容补偿器共同的作用下进行调解，这一方法的工作原理为电压无功控制方式。这一方法不仅仅能够使进线功率和1能有最大程度的接近，还能够使侧母线的电压大小在可有的能力范围内得到高效率的实施和完成。

电压无功控制有两功能，其中一个是维持变电站设备的电压能够相对性的维持稳定和保持其无功的相对平衡，另一个是使对变压器与电容器的调节频率幅度呈大幅度的降低。能够使电压的稳定受到一定性的伤害的原因，为变压器或开关接头很多次的在变压器与电容器的平常日的工作运行中很多次的被开启和闭合从而造成一定的使用故障从而使设备不能够进行正常的工作。所以，要合理的使用有载调压变压器与并联补偿电容器的分接头或者开关的次数，同时操作人员对于其控制必须要严格，并且在实际的变电站工作中对他们的使用次数进行记录。为了让设备的具有长长的使用寿命以及更加稳定的使用性能，我们应该使用对我们最合适的控制的方法，当然这一方法不仅仅只有这两点优点他还能够降低出现在电容器组的使用温度，和对于长时间使用的降低变压器或电容器的开关的次数进行减少。

2、对于控制电压的方法以及所需原则

以下内容是对长期一直在变电站工作的电力技术人员，根据他们平时工作积累的一些实施效果极其好的相关的实践经验，和他们的一些电力专业知识从而能够得到良好的控制电压的方法，在此基础上还表明出了我们应该遵从的一些关于当控制电压时应当的一些相关的基本原则。当然这些内容只是提供给大家一起来参考的。

2.1实施方法之控制电压

变压器或电容器的进行分接头的使用方式是变电站的电压与无功能够有效控制的主要方法。换种方式说就是为了能够使变压器的分接头和投切电容器组能够有效并且具有合理化的调节，同时这种方法也可以让无功潮流达到正常平衡的水平，从而能够有十分稳定的和高质量的供电电压的变电站。电压和无功存在的影响有：对于调节分接头来说，上调分接头电压和无功上升，下调分接头电压和无功下降。投切電容器来说，投入电容器无功下降，而电压则相反，上升，切除电容器无功上升，而电压则相反，下降。

2.2调控电压无功的原则

为了使电压无功效果得到有效的调节，可以产生一些十分基本并且简单的原则应用于有效的控制变电站电压无功控制。为了避免因操作失误而产生一些无法承担的责任或者说一些危险，我们应该实施一些方法，当然这些方法要在基本原则为调节电压无功的基础上实施。

第一点，为了能够有效的调控无功时的电压，为了让我们对调控的掌握更加娴熟和有效，我们需要对本变电站的电压调控值的范围进行全方面的掌握，从而对变电站的电压能够承担的范围（最大值和最小值）进行掌握。当变电站运行在220KV中时，110KV为母线，106.7～117.7KV是其电压允许偏差值的范围； 10KV为母线时，10.0～10.7KV是变电站在220KV和110K之间的电压值的上下浮动的所具有的必须范围。

第二代，按照投退管理的原则来调控管理补偿电容器，使各电压等级母线电压能够在所能承受的误差范围内，不仅要管理好作为主要实施目标的无功功率就地平衡，还要确定电压能够在其能够承受的误差范围内得以提高，所以经主使无功功率变高压侧从而向电网倒送这一现象是不允许出现的。按照正常情况来说：对于投入电容器来说，以上所说的组峰期为（7：00--23：00），但是退出电容器组的分组则是谷期（23：00--次日7：00）。

3、电压无功自动控制装置

消耗变电站值班人员的精力，增加值班人员的工作负担，增大值班人员的工作量，对电压无功不能有效的控制，这些都是以前的变电站的人工以他们十分陈旧并不符合现在方法的方式进行的电压无功调控的一系列的缺点。这一缺陷的出现是因为对于调控来说主要占的一个原因是人工调节，所以说，不具有十分合理的调控和变电站的不能具有稳定的电力供应，大多是是因为值班人员具有错误的判断或者是操作。而现如今难以使得人工操控电压无功得到实现，是因为大家都具有高质量的供电要求，使得绝大部分的变电站都是采用的无人值班变电站。

电压无功自动调控装置（VQC）是现如今我国因科学的发展使得变电站采用的最多的调控装置，这一自动控制装置有两大优点，分别为符合现代变电站电压控制和最佳控制电压无功的完成。对于完整范围的电压无功，VQC可以根据系统的运行方式和工况以及具体要求作出相应最完美的措施，其工作具体为一次接线方式，运行模式，自动识别系统。除此之外，含有多种多样的闭锁功能的VQC不仅仅能够使得系统安全的运行得到保证，还能让用户自由的闭锁信号并能够自由的配置相关遥信。当然，用户可以自行定义道德对电容器组的投切自由的进行投切顺序。

4、实施方法之VQC的控制

控制策略被VQC划分为各不相同的区域（每个区域内的控制策略不相近同），其中VQC是根据低压侧电压和无功（或功率因数）的越限情况进行划分的。电容器优先模式是除了常规控制模式经常使用的方式，VQC一般在实施调节策略之前要根据所给予的结果之参数预测，比如说后台VQC会对动作策略或不动作进行调整，低压侧无功/功率因数越限、低压侧电压越限出现在调整之后。

4.1下调分接头，并且分接头不可调则切除电容器，出现于，电压越上限，无功越上限/功率因数越下限。当电压正常，无功越上限/功率因数越下限时：

4.2电压未接近上限进行投入电容器，无电容器可投就仅仅只能进行不动作；电压接近上限有可投的电容器就要进行下调分接头，否则反之不动作，出现于，当电压正常，无功越上限/功率因数越下限的情况。

4.3投入电容器并且投电容器能够导致无功/功率因数反方向越限或者是无电容器可投就要上调分接头，如果分接头不可调那么就要强投电容器，出现于，电压越下限，无功越上限/功率因数越下限。

4.4上调分接头那么分接头不可调就要投入电容器当电压越下限，出现于，无功越下限/功率因数越上限时。

4.5电压未接近下限就要切除电容器，若无电容器可切那么就不动作；电压接近下限就应该有可切的电容器的话就上调分接头不然的话就不动作，出现于，电压正常，无功越下限/功率因数越上限。

4.6中压侧越上限那么就要下调分接头；中压侧越下限那么就要上调分接头；中压侧电压正常那么就不需要动作，出现于，电压正常，无功正常/功率因数正常。

5、结语

电压无功自动调控装置对变电站的电压质量有着巨大的好处，除此之外，他对电网无功潮流有着很大的作用和经济并且合理的使用电网，而这一现象则是体现了变电站的稳定电力供应之电压无功对其控制所存在的意义。为了让虽然广泛使用但并不完善的VQC的现代电网的经济运行得到保证，最新科技成果需要技术人员不断的利用和改进。