变电站电压无功控制技术.docx

变电站电压无功控制技术摘要：对变电站电压无功自动控制系统的工作原理进行了介绍和分析并提出了控制系统中存在的若干问题以及解决的设想由此再进一步提出了未来值得研究的方向。关键词：变电站；电压无功；控制系统中图分类号：TM411+.4文献标识码：A文章编号：引言：电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件。有效的电压调节和无功补偿不仅能提高电压的质量而且能够提高电力系统的稳定性和安全性充分发挥电网的经济效益。过去变电站的电压调整是依靠变电站值班人员通过手动操作变压器的有载调压分接头和投退电容器来完成。1.VQC的原理目前地区电网的变电站一般采用的无功补偿控制方法一般是人工调节和VQC控制调节。人工调节即变电站值班人员根据我母线电压运行情况进行人工投切我的并联补偿电容器或者调节变压器分接头进行补偿这种方式存在及时性差、难以优化的缺点。实现了变电站综合自动化的变电站一般采用电压无功综合控制装置(VQC)进行无功综合控制。由于电压、无功功率、功率因数是紧密联系的根据系统的运行情况在保证电压合格的情况下从系统角度计算出每个变电站应该补偿的容量和合适的主变分接头位置这样可以实现全网的无功损耗最小。但是一方面电网调度自动化系统不具备这样的计算能力和防调控制能力。另一方面变电站的并联补偿电容还不能根据系统要求实现无级平滑的调节无功只能是分组投切。所以实际运行的变电站电压无功自动控制系统都是采用分区控制的原则。其中比较著名的是“九区域图”控制原则。2.系统架构本产品控制主板采用32位RISC架构的ARM10微控制器该处理器具有极高的性能主频高达520MHz。本主板是嵌入式结构板形接口极其紧凑功耗极低。整板功耗就可以控制在5W以内。本主板具有PC104接口并且支持标准的PC104扩展板卡。并且具有丰富的接口资源集成3路工业级串口、一路100M以太网接口可以方便的连接各种工业控制模块。USB主接口2路、USB设备接口1路、1路AC97音频、1路LCD及触摸屏等接口。板载VGA接口分辨率可达800x600可以直接连接电脑显示器配以USB鼠标和键盘即可连接成为一台具有极低功耗的工业控制计算机。大容量的存储空间64M的RAM256M的NandFlash可满足客户对大量数据的存储。3.模块划分VQC系统包括以下几大功能模块：通讯模块、规约模块、数据库模块、算法模块、采集与控制模块、数据定时清除模块GUI模块。3.1通讯模块主要负责与变电站后台机的通讯进行数据的传输。通讯方式包括TCP/IP通信和RS232串口通讯数据主要包括上行信息（遥测、遥信、定值信息）和下行信息（电容断路器位置及判别运行方式的断路器位置远程操作命令及故障清除命令定值的远程设定）以及电压、电流数据。3.2规约模块包括modubs规约、CDT规约、IEC101规约、IEC104规约。用于通讯的数据封装。规约支持的功能细化出来。3.3数据库模块用于数据的存储主要存储的数据有补偿参数、实时数据（硬接点采集或软件获取）、通过算法计算后的计算结果（有功、无功、功率因数）。3.4算法模块应用电压无功模糊识别判据根据当前电压、电流值计算有功无功分量、功率因数等量并得出控制信号用于控制电容器的投切和变压器档位的调节。进行计算所需要的参数低压母线的电压无功功率因素如果母联是闭合的合起来计算。如果分开则需要独立计算。一般不考虑中压侧母联。3.5采集模块两种获取现场数据的方式一种是通过采集板采集16路电压、电流量和128路开关状态量；一种是通过网络或串口从变电站后台机要数据。3.6GUI模块界面部分分为开机欢迎界面、功能选着界面和各功能子界面（运行实况、补偿设定、历史曲线、系统设定、故障信息、数据处理、手自动切换、使用帮助、恢复出厂设置、系统退出）。4.变电站电压、无功综合控制的控制变电站电压无功控制系统是一个多输人多输出(MIMO)的闭环自动控制系统。从控制理论的角度来说它又是一个多约束(电压上下限、无功功率上下限、调压变压器分接头动作次数、并联电容器投切次数等)、多目标(电压合格和无功平衡)的最优控制问题。由于无法建立精确的数学模型目前只能采用工程实用算法做出实用有效的控制决策。按照控制策略的不同可分为以下几种。4.1按一次侧电压控制