對電壓／無功自動控制裝置的應用技術的探討-科技論文

實際上變電站是電力系統(tǒng)的一個運行組成部分，其電壓水平和無功流動與系統(tǒng)是相互影響的，因此，在控制策略上VQC裝置必須滿足變電站調節(jié)電壓及平衡無功的要求，同時要服從系統(tǒng)運行的需要，執(zhí)行調度/控制中心通過遠動信號的指令，發(fā)出動作信號或者閉鎖信號。只有這樣，VQC裝置控制策略才能算是完整的。變電站站內控制策略。一般來說，VQC裝置必須做到：控制主變低壓側電壓在規(guī)定范圍內波動；對三繞組變壓器，應兼顧中壓側母線電壓；控制高壓側功率因數在規(guī)定的范圍內；控制方式應采用電壓限值和功率因數綜合控制，電壓、功率因數限值應可選擇曲線方式和計算方式；能自動實現無功補償設備的輪流投、切，即選擇備用時間最長的無功補償設備優(yōu)先投入，選擇運行時間最長的無功補償設備退出；能適應變電站各種不同的運行方式。電壓/無功控制邏輯基本上都采用分區(qū)控制。
無功補償與電壓優(yōu)化的控制原理。電力系統(tǒng)電壓無功限值區(qū)間的劃分(9宮圖)見下圖。根據該圖在各區(qū)內，以最優(yōu)的控制順序和電壓無功設備組合使運行點進入無功、電壓均滿足要求的第9區(qū)。
電壓控制按照逆調壓原則，當電壓變化超出電壓曲線的允許偏差范圍(U上U下)或超出無功功率允許偏差范圍(Q上Q下)時，根據整定的偏移量發(fā)出電容器投切指令或變壓器分接頭調整指令，從而達到調整電壓和無功潮流的目的。
其中，U上、U下分別為電壓約束上、下限，Q上、Q下分別為無功約束上、下限，各區(qū)動作方案如下：
1區(qū)：電壓超下限，無功超上限。設定電容器投入容量，并發(fā)出電容器投入指令，當電容器全部投入后，電壓仍低于U下時，發(fā)出變壓器分接頭升壓調節(jié)指令。
2區(qū)：電壓合格，無功超上限。發(fā)出電容器投入指令，當電容器全部投入后運行點仍在該區(qū)，則維持運行點。
3區(qū)：電壓超上限，無功超上限。發(fā)出變壓器分接頭降壓調節(jié)指令；當有載調壓已處于下限時，再發(fā)出上一級變壓器分接頭調節(jié)指令。
4區(qū)：電壓超上限，無功合格。動作方案同3區(qū)。
5區(qū)：電壓超上限，無功超下限。發(fā)出電容器切除指令，當電容器全部切除后，電壓仍高于U上時，再發(fā)出變壓器分接頭降壓調節(jié)指令。
6區(qū)：電壓合格，無功超下限。發(fā)出電容器切除指令，當電容器全部切除后，運行點仍在該區(qū)，則維持該運行點。
7區(qū)：電壓超下限，無功超下限。發(fā)出變壓器分接頭升壓調節(jié)指令，當有載調壓已處于上限時，再發(fā)出電容器投入指令。
8區(qū)：電壓超下限，無功合格。動作方案同7區(qū)。
9區(qū)：電壓、無功均合格。維持該運行點，不發(fā)調整指令。
響應調度/控制中心通過遠動信號發(fā)出的指令，閉鎖裝置并執(zhí)行超級控制指令。
應當注意，有時由于系統(tǒng)電壓過高或者過低，經過上述調整后系統(tǒng)并不一定能進入規(guī)定區(qū)域運行，這時裝置應自動閉鎖并向調度中心發(fā)出遠動信號，調度/控制中心可以通過調節(jié)臨近變電站或上級變電站潮流達到該變電站的控制目標；另一方面，有時系統(tǒng)為了達到某種目標，需要個別變電站在無功或電壓上做出某種限度的犧牲，或者，調度/控制中心為實現全區(qū)域潮流優(yōu)化，最大程度地降低網損，也可以對VQC做出越級控制的指令。這需要遠動上有較好的“四遙”手段。
三、VQC人機界面要求
VQC的人機界面對運行和管理人員都十分重要，VQC的人機界面不友好或不完善，則可能造成使用不方便或不當。VQC人機界面應滿足以下要求：
（一）參數設置方便，對用戶開放的參數要足夠充分和全面
有關部門對變電站電壓/無功的考核常常會有新的要求，有時甚至對峰谷時段的定義都會有變化。如果VQC參數不能方便設置，則會使廠方和用戶都感到麻煩。
（二）閉鎖條件應能在人機界面中反映出來
VQC是一項涉及面頗廣的自動化裝置，變電站的許多異常和變化都會引起它的閉鎖。如果VQC的閉鎖情況和閉鎖原因不能在人機界面上反映出來，則會使用戶對它的閉鎖分析變得十分困難。
（三）VQC動作記錄應全面
詳細的VQC動作記錄有利于VQC的運行和故障分析。因此VQC的人機界面應能全面顯示其運行狀態(tài)和閉鎖情況，并能在線靈活整定有關參數。例如應顯示：受控功率因數和母線電壓；各主變和電容器的運行狀態(tài)；變電站的運行方式（包括供電端各母線的運行方式）；主變運行方式（獨立運行還是分列運行）；主變和電容器的閉鎖情況；峰谷時段及相應的電壓和功率因數限值；VQC的動作記錄等。隨著電壓/無功自動控制技術的不斷完善和深入應用，在系統(tǒng)的安全經濟運行、提高功率因素提高電能質量中，電壓/無功自動控制裝置必將發(fā)揮其更大的作用。