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摘 要：維持電力系統(tǒng)的電壓在允許的范圍內(nèi)變動(dòng)，對(duì)保障電力負(fù)荷的正常運(yùn)行和系統(tǒng)自身的安全至關(guān)重要，而電壓水平則是與無(wú)功功率的平衡密切相關(guān)，控制無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚校梢愿淖兙W(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率分布，改善功率因素，減少網(wǎng)損和電壓損耗，本文介紹一種新型的基于工控工作站的電壓和無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 電壓和無(wú)功 自動(dòng)調(diào)節(jié) VQC自動(dòng)裝置 控制策略
一、前言
維持電力系統(tǒng)的電壓在允許的范圍內(nèi)變動(dòng)，對(duì)保障電力負(fù)荷的正常運(yùn)行和系統(tǒng)自身的安全至關(guān)重要，而電壓水平則是與無(wú)功功率的平衡密切相關(guān)，控制無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚校梢愿淖兙W(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率分布，改善功率因素，減少網(wǎng)損和電壓損耗，對(duì)此要求電力系統(tǒng)的無(wú)功盡量的保證就地平衡。以前的控制手段是手動(dòng)調(diào)節(jié)，隨著電力自動(dòng)化程度的提高，現(xiàn)在使用較為普遍的是由微處理器構(gòu)成的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來(lái)完成，該類(lèi)型的裝置在手動(dòng)的調(diào)節(jié)上有了進(jìn)步，但它仍有著以下主要缺陷：
1、控制方式有限，在有限的方式外不能根據(jù)具體的要求設(shè)定。
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由工控工作站、接口機(jī)箱和打印機(jī)構(gòu)成。
2、軟件采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和模塊化設(shè)計(jì)，向用戶提供了最優(yōu)的人機(jī)界面。
(2)運(yùn)行方式識(shí)別
對(duì)于雙卷變的變電站，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線之間有連通時(shí)為變壓器“并聯(lián)”運(yùn)行方式，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線之間無(wú)連通時(shí)為變壓器“獨(dú)立”運(yùn)行方式。
對(duì)于三卷變的變電站，當(dāng)中壓側(cè)或低壓側(cè)母線之間有連通時(shí)為變壓器“并聯(lián)”運(yùn)行方式，當(dāng)中壓側(cè)和低壓側(cè)母線之間均無(wú)連通時(shí)為變壓器“獨(dú)立”運(yùn)行方式。
(3)運(yùn)行區(qū)域識(shí)別
對(duì)于雙卷變的變電站，以高壓側(cè)判無(wú)功，以低壓側(cè)判電壓。
對(duì)于三卷變的變電站，以高壓側(cè)判無(wú)功，以目標(biāo)側(cè)判電壓。
雙卷變的變電站，目標(biāo)側(cè)為低壓側(cè)。三卷變的變電站，目標(biāo)側(cè)為中壓側(cè)或低壓側(cè)可由用戶設(shè)定。
3、目標(biāo)側(cè)的控制：
變電站運(yùn)行狀態(tài)可分為九個(gè)大區(qū)域和兩個(gè)小區(qū)域，如圖2所示。圖中縱坐標(biāo)為目標(biāo)側(cè)電壓U，橫坐標(biāo)為變壓器無(wú)功Q。+U表示目標(biāo)電壓的上限;-U表示目標(biāo)電壓的下限。+Q表示無(wú)功上限，系統(tǒng)向變電站輸送無(wú)功(無(wú)功不足，COSΦ滯后);-Q 表示無(wú)功下限，變電站向系統(tǒng)倒送無(wú)功(無(wú)功過(guò)剩，COSΦ超前)。整個(gè)平面由以下四條直線，即+U、-U、+Q、-Q分為九個(gè)大區(qū)域。中間0區(qū)為電壓和無(wú)功均合格區(qū)，其余八個(gè)區(qū)為控制區(qū)。裝置默認(rèn)的控制策略[1]如表1所示。 
9區(qū)和10區(qū)為防振區(qū)，一般不加控制。
-1區(qū)為電壓越極限區(qū)，此時(shí)閉鎖變壓器和電容器的所有控制指令。
| 區(qū)號(hào) |
越限情況 |
控制要求 |
| 0 |
電壓無(wú)功均合格 |
不控制 |
| 1 |
電壓越上限 |
降檔 |
| 2 |
電壓越上限無(wú)功越上限 |
先降檔后投電容器 |
| 3 |
無(wú)功越上限 |
投電容器 |
| 4 |
電壓越下限無(wú)功越上限 |
先投電容器后升檔 |
| 5 |
電壓越下限 |
升檔 |
| 6 |
電壓越下限無(wú)功越下限 |
先升檔后切電容器 |
| 7 |
無(wú)功越下限 |
切電容器 |
| 8 |
電壓越上限無(wú)功越下限 |
先切電容器后降檔 |
表1 裝置默認(rèn)控制策略
以上控制策略是最基本的，用戶亦可根據(jù)實(shí)際需要自己設(shè)定。
裝置的目標(biāo)電壓上下限和無(wú)功上下限不是固定不變的，它每天可分成若干段，每段的起止時(shí)間和電壓無(wú)功上下限均可任意設(shè)定。
4、輔助側(cè)的控制：
對(duì)于三級(jí)電壓的變電站，先對(duì)目標(biāo)電壓側(cè)采取九區(qū)圖控制策略，當(dāng)目標(biāo)側(cè)母線電壓、無(wú)功都處于正常區(qū)域后，才轉(zhuǎn)而對(duì)另一側(cè)電壓進(jìn)行輔助控制。若輔助側(cè)電壓越限，就充分利用并聯(lián)補(bǔ)償電容器的作用，盡可能把輔助側(cè)的電壓也控制合格范圍內(nèi)，輔助側(cè)按電壓上下限僅進(jìn)行電容器投切控制。輔助側(cè)電壓越上限時(shí)切相應(yīng)母線的一組電容器，輔助側(cè)電壓越下限時(shí)投相應(yīng)母線的一組電容器。中壓側(cè)為目標(biāo)側(cè)還是低壓側(cè)為目標(biāo)側(cè)可根據(jù)用戶需要設(shè)定。
5、電容器投切優(yōu)先級(jí)：
先按平衡原則選擇母線，同一條母線下可選擇按默認(rèn)輪換方式或按優(yōu)先級(jí)設(shè)置方式選擇電容器。
6、全面的閉鎖和報(bào)警功能[2]：
(1)母線電壓越極限時(shí)(此時(shí)運(yùn)行區(qū)域判定為-1區(qū))，閉鎖相關(guān)變壓器和電容器的控制指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。電壓恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)延時(shí)解除閉鎖和報(bào)警。
(9)變壓器出現(xiàn)連調(diào)故障(同方向連調(diào)次數(shù)達(dá)極限)時(shí)，閉鎖該變壓器在同一方向的調(diào)檔指令，直至該變壓器出現(xiàn)反向調(diào)檔時(shí)解除閉鎖。
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