110kv变电站无功综合控制毕业论文-最终版本(编辑修改稿)

110kv变电站无功综合控制毕业论文-最终版本(编辑修改稿)内容摘要：

无功基本平衡的前提下， 尽量 减少有载调压变压器分接开关的调节次数和并联电容组的投切次数 ”[3]。 由于 变压器的分接头是分档调节的， 并联电容 分组投切的因此只能使电压 U2在一定范围内接近额定值， 无功 Q1在一定范围内接近 0，功率因数 cosφ1在一定范围内接近 1。 变电站电压无功综合控制的控制要求 1） 保证 电压合格 主变压器低压母线电压 U2必须满足： UL≤U2≤UH（ UH、 UL 是规定的母线电压上下限），并 尽量使负荷电压偏差 │ ULDULDN│ 最小。 由于 负荷是随机变化的，母线上电压也是不定的， 因此 允许各电压中枢点的电压在一定范围内。 2） 维持 无功基本平衡， 使 系统的功耗尽量减小 为了保证电压合格， 就必须 保证系统的无功分布平衡， 使 通过变压器的无功尽量少，这 是前提条件。 从变电站电压无功综合控制的角度， 通常 要求主变压器高压侧注入无功功率 Q1必须满足 QL≤ Q1≤ UH（ QH、 QL 是规定的无功上下限）， Q1越接近 0 越好， 一般 情况下应使流入变电站的无功大于 0， 即 无功不反馈； 或 主变压器高 压侧功率因数 cosφ1必须满足 cosφL≤ cosφ1≤ cosφH（ cosφH、 cosφL是规定的功率因数上下限）， cosφ1越接近 1 越好。 保持无功平衡对保持电网稳定性、 减少 网损十分有益。 在 保证电压合格的前提下， 使 网损尽量小也应作为一条控制要求。 有时候 为保证电压合格，常采用强行调节的措施， 如 当分接开关调剂次数达限或闭锁时， 常 采用强投强切电容器组的方法来保证电压质量， 以 牺牲无功和网损合格率为代价。 3）尽量减少控制设备的动作次数 由于变压器在电网中的重要地位，应对其加以保护。 在 有载调节分接开关时， 由于 会出现短时 的短路而产生电弧，会对分接开关的机械和电气性能产生影响。 有资料显示， 有载 调节变压器 80%的 故障是由于分接开关引起的 [3]， 因此 变电站要严格限制分接头的单位时间内的动作次数，同时也对电容器组的单位时间内的投切次数做出限制。 因此 在控制策略上应尽量使日动作次数越少越好。 变电站电压无功综合控制的控制模式 变电站电压无功综合控制系统的调控考核对象之一是无功指标， 即 可以取主变高压侧华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 6 （ 或 低压侧） 无功功率 ， 也可以 取主变高压侧（ 或 低压侧） 功率因数 ， 分别 可以称为“ 电压 无功功率控制” 模式 和“ 电压 功率因数 控制” 模式。 对于 这两种控制模式的特点分析、对比 ， 详见 章节。 九区图控制策略原理分析 控制策略师变电站 VQC 调节的基本准则。 由于 变电站电压无功综合控制是一个复杂的双参数调节系统， 因此 合理的控制策略是 VQC 实际投用的基本要求之一。 可以将变电站看作是电力系统的一个元件， 其 电压和无功流动与系统是相互影响的， 因此 在控制策略上 VQC 必须满足变电站调节电压和平衡无功的要求， 同时 还要尽量减少有载调压变压器分接开关和电容器组的动作次数， 另外 还要服从系统运行的需要。 传统的 VQC 控制系统都是基于传统九区图的控制策略， 控制 装置根据电压、 无功 、时间 、负荷率、 开关信息 、 有载变压器 分接开关档位和电容器组投切开关状态等多因素进行综合判断， 根据 实时数据判断当前的运行区域， 再 按照一定的给定规则，闭环的控制站内并联电容器组的投切和变压器分接开关的调节， 以 最优的控制顺序和最少的动作次数使运行点进入正常工作区域。 图 23 所示是传统九区图示意。 其中 UH、 UL 是规定的母线电压上下限， QH、 QL是规定的无功上下限， cosφH、 cosφL是规定的功率因数上下限。 图 23 九区图示意 图 传统九区图的基本原理 传统的九区图控制策略是按照 固定的电压和无功（功率因数 ） 上下限将电压 无功 平面划分为 9 个区域，如图 23 所示。 根据 VQC 的调控要求， 应将 受控母线电压控制在规定的电压上下限之间， 确保 电压合格， 同时 尽量使无功控制在规定的无功上下限之间， 如果 电压、 无功 不能同时达到要求， 则 优先确保电压合格。 九区图 各区域具体的综合控制策略 如表 21 所示 [4] [5]： 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 7 表 21 九区图综合控制策略示意表 无功功率下限 无功功率上限 8 区 切电容 无电容可切，升档降压 1 区 升档降压 在最高档，强切电容 2 区 升档降压 在最高档，强切电容 7 区 切电容 无电容可切，维持 9 区 不动作 逆调压原则调整电压下限 3 区 投电容 无电容可投，维持 6 区 降档降压 在最低档，强投电容 5 区 降档降压 在最低档，强投电容 4 区 投电容 无电容可投，降档升压 功率因数上限 功率因数下限 九区图的电压、无功上下限一般在某个负荷时段取固定值，并按逆 调压原则自动调整电压下限值。 变电站如何越大、电压下限值越高，即在高峰负荷时适当提高运行电压，将电压下限值提高；同理，在低谷负荷时候适当降低运行电压，将电压下限值降低。 基于九区图策略的 VQC 在一定程度上提高了主变低压侧母线电压的合格率，实现了无功就地平衡，改善了变电站的功率因数和减少了电网的功率损耗，在一定程度上能够满足变电站的运行要求。 传统九区图的缺陷分析 由于电压、无功上下限都是固定值，未充分考虑电压、无功的相互协调关系，某些区域的控制策略不能使电压、无功同时满足要求，只能使运行点进入相 邻区域，而不能够直接进入 9 区，从而增加了受控设备的动作次数。 (a) 恒定阻抗负荷模型 (b) 恒定功率负荷模型 (c) 振荡动作示意 图 24 九区图不合理动作示意 如图 24(a)所示， QL≤ 0，变电站负荷取恒定阻抗模型。 6 区采用的降档升压策略，在提高电压的同时却使无功功率在一定程度上受到恶化，因此运行点进去 7 区而不可能直接进入 9 区。 当运行点位于 5 区中无功功率为负值的 S 区时，降档可能会使无功功率越下限，运行点进入 7 区或 6 区。 又如 4 区采用的辅助策略降档升压，在提 高电压的同时会使感性无功功率数值增大，因此运行点将进入 3 区。 华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 8 如图 24(b)所示， QL≤ 0， ΔUumin 为调节 1 档分接头所引起的无功功率最小变化量，变电站负荷。