对电压／无功自动控制装置的应用技术的探讨-科技论文

实际上变电站是电力系统的一个运行组成部分，其电压水平和无功流动与系统是相互影响的，因此，在控制策略上VQC装置必须满足变电站调节电压及平衡无功的要求，同时要服从系统运行的需要，执行调度/控制中心通过远动信号的指令，发出动作信号或者闭锁信号。只有这样，VQC装置控制策略才能算是完整的。变电站站内控制策略。一般来说，VQC装置必须做到：控制主变低压侧电压在规定范围内波动；对三绕组变压器，应兼顾中压侧母线电压；控制高压侧功率因数在规定的范围内；控制方式应采用电压限值和功率因数综合控制，电压、功率因数限值应可选择曲线方式和计算方式；能自动实现无功补偿设备的轮流投、切，即选择备用时间最长的无功补偿设备优先投入，选择运行时间最长的无功补偿设备退出；能适应变电站各种不同的运行方式。电压/无功控制逻辑基本上都采用分区控制。
无功补偿与电压优化的控制原理。电力系统电压无功限值区间的划分(9宫图)见下图。根据该图在各区内，以最优的控制顺序和电压无功设备组合使运行点进入无功、电压均满足要求的第9区。
电压控制按照逆调压原则，当电压变化超出电压曲线的允许偏差范围(U上U下)或超出无功功率允许偏差范围(Q上Q下)时，根据整定的偏移量发出电容器投切指令或变压器分接头调整指令，从而达到调整电压和无功潮流的目的。
其中，U上、U下分别为电压约束上、下限，Q上、Q下分别为无功约束上、下限，各区动作方案如下：
1区：电压超下限，无功超上限。设定电容器投入容量，并发出电容器投入指令，当电容器全部投入后，电压仍低于U下时，发出变压器分接头升压调节指令。
2区：电压合格，无功超上限。发出电容器投入指令，当电容器全部投入后运行点仍在该区，则维持运行点。
3区：电压超上限，无功超上限。发出变压器分接头降压调节指令；当有载调压已处于下限时，再发出上一级变压器分接头调节指令。
4区：电压超上限，无功合格。动作方案同3区。
5区：电压超上限，无功超下限。发出电容器切除指令，当电容器全部切除后，电压仍高于U上时，再发出变压器分接头降压调节指令。
6区：电压合格，无功超下限。发出电容器切除指令，当电容器全部切除后，运行点仍在该区，则维持该运行点。
7区：电压超下限，无功超下限。发出变压器分接头升压调节指令，当有载调压已处于上限时，再发出电容器投入指令。
8区：电压超下限，无功合格。动作方案同7区。
9区：电压、无功均合格。维持该运行点，不发调整指令。
响应调度/控制中心通过远动信号发出的指令，闭锁装置并执行超级控制指令。
应当注意，有时由于系统电压过高或者过低，经过上述调整后系统并不一定能进入规定区域运行，这时装置应自动闭锁并向调度中心发出远动信号，调度/控制中心可以通过调节临近变电站或上级变电站潮流达到该变电站的控制目标；另一方面，有时系统为了达到某种目标，需要个别变电站在无功或电压上做出某种限度的牺牲，或者，调度/控制中心为实现全区域潮流优化，最大程度地降低网损，也可以对VQC做出越级控制的指令。这需要远动上有较好的“四遥”手段。
三、VQC人机界面要求
VQC的人机界面对运行和管理人员都十分重要，VQC的人机界面不友好或不完善，则可能造成使用不方便或不当。VQC人机界面应满足以下要求：
（一）参数设置方便，对用户开放的参数要足够充分和全面
有关部门对变电站电压/无功的考核常常会有新的要求，有时甚至对峰谷时段的定义都会有变化。如果VQC参数不能方便设置，则会使厂方和用户都感到麻烦。
（二）闭锁条件应能在人机界面中反映出来
VQC是一项涉及面颇广的自动化装置，变电站的许多异常和变化都会引起它的闭锁。如果VQC的闭锁情况和闭锁原因不能在人机界面上反映出来，则会使用户对它的闭锁分析变得十分困难。
（三）VQC动作记录应全面
详细的VQC动作记录有利于VQC的运行和故障分析。因此VQC的人机界面应能全面显示其运行状态和闭锁情况，并能在线灵活整定有关参数。例如应显示：受控功率因数和母线电压；各主变和电容器的运行状态；变电站的运行方式（包括供电端各母线的运行方式）；主变运行方式（独立运行还是分列运行）；主变和电容器的闭锁情况；峰谷时段及相应的电压和功率因数限值；VQC的动作记录等。随着电压/无功自动控制技术的不断完善和深入应用，在系统的安全经济运行、提高功率因素提高电能质量中，电压/无功自动控制装置必将发挥其更大的作用。