電力系統(tǒng)電壓無(wú)功控制的研究

1、電力系統(tǒng)電壓無(wú)功控制的研究電力系統(tǒng)電壓無(wú)功控制的研究摘要摘要本文主要針對(duì)110kV及以下終端變電站的電壓無(wú)功綜合控制(VQC)開(kāi)展研究。闡述了變電站電壓無(wú)功綜合控制的基本原理、基本控制規(guī)律、調(diào)控要求、控制模式、調(diào)節(jié)方式等內(nèi)容。本文對(duì)常規(guī)VQC裝置采用的九區(qū)圖法控制策略的原理進(jìn)行了分析和總結(jié)并對(duì)基于九區(qū)圖的變電站電壓無(wú)功綜合控制（VQC）進(jìn)行了算例分析。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞電能質(zhì)量VQC九區(qū)圖1引言引言電壓是衡量電能質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，系統(tǒng)的無(wú)功

2、平衡是保證電壓質(zhì)量的重要條件。系統(tǒng)無(wú)功供給不足，會(huì)降低運(yùn)行電壓水平和增加網(wǎng)損；若系統(tǒng)無(wú)功供給過(guò)剩，則會(huì)提高系統(tǒng)運(yùn)行電壓，影響設(shè)備使用壽命和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，使系統(tǒng)輸送容量降低，不利于電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度。因此，保證電壓質(zhì)量合格，是電力系統(tǒng)安全優(yōu)質(zhì)供電的重要條件，對(duì)節(jié)約電能有著重要的意義，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，也對(duì)電壓質(zhì)量提出了更高的要求。在變電站主要通過(guò)調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭(OLTC)和投退無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。在各種無(wú)

3、功補(bǔ)償設(shè)備中，并聯(lián)電容器組簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，易于安裝維護(hù)、有功損耗小，同時(shí)電力系統(tǒng)的大部分負(fù)荷主要是感性負(fù)荷，因此并聯(lián)電容器組逐漸取代同步調(diào)相機(jī)，得到廣泛應(yīng)用。OLTC適用于供電線路較長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)較大的場(chǎng)合，調(diào)壓范圍較大且不影響供電。2VQCVQC的基本原理、控制目標(biāo)及控制模式的基本原理、控制目標(biāo)及控制模式2.12.1VQCVQC的基本原理的基本原理簡(jiǎn)單系統(tǒng)接線圖如圖2.1所示，Us為系統(tǒng)電壓；U1、U2為變電站主變高低壓側(cè)電壓，UL為負(fù)荷電壓

4、，PL，QL分別為負(fù)荷有功和無(wú)功功率，KT為變壓器變比，Qc為補(bǔ)償無(wú)功功率，Rs，Xs，RL，XL分別為線路阻抗參數(shù)，RT，XT為變壓器阻抗參數(shù)。常變動(dòng)的，因此允許各電壓中樞點(diǎn)(監(jiān)測(cè)點(diǎn))的電壓有一定的偏移范圍，例如10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的7％(GBl2325—90《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》)。(2)維持無(wú)功基本平衡，使系統(tǒng)的功率損耗盡量減小從變電站電壓無(wú)功綜合控制的角度，通常要求主變高壓側(cè)注入無(wú)功功率Ql必須滿足

5、：QL≤Q1≤QH，一般情況下應(yīng)使流入變電站的無(wú)功大于0，即無(wú)功不倒送。在有的時(shí)候，為保證電壓合格，常采用強(qiáng)行調(diào)節(jié)的措施，如當(dāng)分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)達(dá)限時(shí)，常采用強(qiáng)投強(qiáng)切電容器組的措施來(lái)保證電壓質(zhì)量，以犧牲無(wú)功和網(wǎng)損合格率為代價(jià)。(3)盡量減少控制設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)尤其是減少有載分接頭的調(diào)節(jié)次數(shù)由于變壓器在電網(wǎng)中的重要地位，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。在有載調(diào)節(jié)分接開(kāi)關(guān)時(shí)，由于會(huì)出會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的匝間短路產(chǎn)生電弧，一方面會(huì)對(duì)分接開(kāi)關(guān)的機(jī)械和電氣性能產(chǎn)生影響，

6、另一方面也影響變壓器油的性能。有關(guān)資料表明，有載凋壓變壓器80％的故障是由于有載分接開(kāi)關(guān)所引起的，因此各變電站都嚴(yán)格限制了有載分接頭的日最大調(diào)節(jié)次數(shù)(一般110kV為10次，35kV為20次等)，同時(shí)也對(duì)電容器組的日最大投切次數(shù)作出了限制(如30次)，并對(duì)總的動(dòng)作次數(shù)作出了限制。因此在控制策略上應(yīng)盡量使日動(dòng)作次數(shù)越少越好(特別是分接開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)次數(shù))。2.32.3VQCVQC的控制模式的控制模式電壓—無(wú)功功率控制模式，無(wú)功功率能真實(shí)反映無(wú)

7、功出力情況，可充分區(qū)分無(wú)功吸收和倒送兩種狀態(tài)：變壓器重載運(yùn)行時(shí)無(wú)功功率的數(shù)值波動(dòng)較大，輕載運(yùn)行時(shí)無(wú)功功率的數(shù)值波動(dòng)較?。粺o(wú)功功率與全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)緊密關(guān)聯(lián)。它可避免無(wú)功倒送現(xiàn)象，有利于電網(wǎng)的安全運(yùn)行；可避免變壓器輕載運(yùn)行時(shí)電容器組頻繁投切現(xiàn)象；適應(yīng)性強(qiáng)；便于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的無(wú)功控制；控制簡(jiǎn)單方便，可有效避免電容器組的頻繁投切現(xiàn)象。3變電站電壓無(wú)功控制變電站電壓無(wú)功控制3.13.1變電站電壓無(wú)功控制的數(shù)學(xué)模型變電站電壓無(wú)功控制的數(shù)學(xué)模型圖