试论变电站电压无功控制模型及控制策略

《试论变电站电压无功控制模型及控制策略》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、试论变电站电压无功控制模型及控制策阵摘要：本文首先阐述了电压无功控制的意义，然后介绍了电压无功控制模型，最后讨论了儿种常见的电压无功控制策略，并对电压无功自动控制装置（VQC）进行了简要说明。旨在推动变电站电压无功控制的进一步发展，从而改善电压质量，降低损耗，提高变电站运行的可靠性。关键词：变电站；电压无功控制；模型；策略中图分类号：TM411+.4文献标识码：A文章编号：电压无功控制的意义电能质量很大程度上取决于电压控制的好坏。实际电压和额定值之间如果存在较大偏移，不仅会对用电设备造成一定的损害（缩短使用寿命，降低工作性能），还有可能影响整个电力系统的正常运行。研究发

2、现，电压偏移的主因有两个，一是电力系统无功功率不足，二是无功功率分布不合理。因此，电压控制的重点在于无功功率的补偿以及合理分布这两大方面。[1]当前，电压无功控制的不足：1）相当部分的控制动作由人工完成，不仅增加了工作量，而且无法保证控制的绝对合理性；2）现冇自动控制装置未能做好电压和无功自动控制的高度结合，还存在调节次数过于频繁的弊端；3）多数控制系统在功能扩展方面是弱项，另外，在远程控制、实时控制方面也表现出了一定的不足。所以，有必要対电压无功控制策略进行深入的研究，从而改善电压质量，降低损耗，保证供电的可靠性。2.电压无功控制模型2.1目标函数基于全网电能损耗最小

3、，构建数学函数如下：△P二min,其中Ui=f2(Kl-Ki,Ql・・・Qi)基于设备动作次数最少，构建数学函数如下：N二min式中：Ui——变电站母线电压；Ki——变电站主变分接开关应处档位数；Qi——变电站应投无功补偿容量；KT——主变当前分接开关档位数；Qc——变电站所配电容器容量；n——变电站个数。[2]2.2算法约束条件及计算程序流程图算法约束条件：1)母线电压在允许范围之内；2)功率因数合格；3)有载调压开关和电容器每日动作次数不可超过限制。计算程序流程如下：开始一实时数据采集一对函数求解一主变分接开关及电容开关动作次数最少时的解f控制输出f开始3.电压无功

4、控制策略3.1基于母线电压的控制策略电网电压波动一般是无功功率波动造成的。枢纽变电站在电压控制方面的耍求极为严格，仅仅依靠基于母线电压的控制策略足无法满足实际需要的，因为该策略没有充分考虑无功基本平衡的要求。经实践发现，基于母线电压控制策略制成的并联电容自动投切装置的补偿效果较差。2.2基于功率因数的控制策略基于功率因数的控制策略是一种较为传统的电网无功控制方法。该方法根据功率因数的变化情况，发出控制信号，完成对并联电容器的投切控制以及无功补偿。该策略虽然具有诸多优点，但其缺点也是不容忽视的。功率因数属于无功分量三个因素（Q二Ulsin）中的一个，其高低无法用作判断无功

5、缺额大小的唯一条件。除此之外，该策略还存在投切振荡的弊端，一方面降低了控制系统的可靠性，另一方Ifli缩减了控制系统的使用寿命，给电网设备及用户设备的正常运行造成了一定的影响。［3］3.3基于九区图的控制策略基于九区图的控制策略是•种较为基础的电压无功控制策略。它以变电站当前运行方式为基础，通过实时监测的手段，得出电压与无功两个判别量，最终实现对变电站的自动控制。根据固定电压、固定无功的上下限特性，将电压和无功平面划分成九大控制区，针对各自特点采取相应的控制策略，从而实现対有载调压变压器以及电容器的有效控制。基于九区图的控制策略不仅原理简单，而且实现要求不高，因此，应用

6、广泛。该策略重点考虑的是固定电压、固定无功的上下限特性，却没有深入研究无功调节对电压的影响以及相互Z间的协调关系。［4］另外，实时数据的随机性及分散性是不可避免的，因此运算分析便会存在一定的误差，进而给控制决策增加了某些不确定的因素。实践中，投切振荡（设备频繁投切）问题较为严重。3・4基于模糊逻辑的控制策略模糊理论常见于多目标的优化问题。鉴于多目标的优化复朵性和常见性，变电站进行电压无功控制过程中多采用基于模糊逻辑的控制策略。应用该策略时，应注意以下几点：1）确定控制的输入输出信号；2）确定输入输出信号的模糊集;3）确定有载调压分接头以及电容器组的控制规则;4）选择和确

7、定模糊逻辑算法。模糊理论的劣势在于无法精确感知被控对象的参数变化情况，具体表现在以下儿个方面：1）如果对信息进行简单模糊处理，那么将造成系统控制精度的不足。如果提高精度，那么将导致量化数的增加，进而加大了规则搜索范围，最终影响决策的速度；2）设计方法缺乏系统性，无法对特定的控制H标进行精确的定义；3）在选择控制规则、论域及量化因子的过程屮，大多采用试凑法，因而无法满足复杂系统的实际需求。3.5基于人工智能的动态规划法基于人工智能的动态规划法，即“模糊动态规范法”，其原理是使如下模糊目标函数取得最优：J二uAUS+upf+uNTap+uNC