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變電站電壓無功控制策略

2015-05-30 02:26:19王超
科技與企業(yè) 2015年7期
關(guān)鍵詞:變電站電壓

王超

【摘要】隨著第三次科技革命的開展,世界各國的電力發(fā)展逐漸壯大,并且電力系統(tǒng)的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大,在這種時代背景下,變電站電壓以及無功控制平穩(wěn)成為電力發(fā)展的主要趨勢。目前,我們國家國民經(jīng)濟(jì)不斷的進(jìn)步與發(fā)展,對電力的需求量越來越大,并且其需求量呈現(xiàn)劇增的趨勢,在這種情形下,國家電力部門以及相應(yīng)的其他部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對變電站電壓無功控制質(zhì)量。本文將著重闡述變電站電壓無功控制的相關(guān)概況,探析變電站電壓無功控制策略與實(shí)施方法。

【關(guān)鍵詞】變電站;電壓;無功控制

伴隨著時代的進(jìn)步與發(fā)展,社會對電力資源的數(shù)量與質(zhì)量要求也越來越高,因此必須在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中加強(qiáng)對變電站電壓無功控制的力度。只有合理的控制電壓與無功,才能夠更好的保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行,為社會生產(chǎn)與生活提供穩(wěn)定的電力資源。

一、變電站電壓無功控制的基本概況

變電站是解決當(dāng)前電力系統(tǒng)負(fù)荷狀態(tài)的基礎(chǔ),這樣才能夠較好的降低無功電流量,從而有效的提高現(xiàn)有電力功率的使用效率。但是變電站中的變壓器和輸電線在某種程度上也會消耗大量的無功功率,這樣也會造成輸電效率的降低。有效而合理地控制電力系統(tǒng)的無功與電壓以實(shí)現(xiàn)無功的分層、分區(qū)就地平衡,可以最大限度地減少無功功率在電網(wǎng)中的流動,降低電網(wǎng)的無功損耗,提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。[1]目前,變電站電壓無功控制的研究存在著許多方面的問題,這些問題不僅僅是理論研究存在著許多問題,其實(shí)踐運(yùn)用過程中也存在著較多的局限性。當(dāng)前,我們必須不斷加強(qiáng)實(shí)踐與理論研究,逐漸完善相關(guān)方面的問題研究,積極采取措施來促進(jìn)變電站電壓與無功控制發(fā)展,加強(qiáng)無功的實(shí)時動態(tài)補(bǔ)償,逐漸完善電壓無功自動控制系統(tǒng)功能,這樣才能夠更好的提高變電站電壓無功控制效率。

二、變電站電壓無功控制策略

目前,我們國內(nèi)外在變電站電壓無功控制方面的研究成果比較多,其控制策略也多種多樣,在變壓器方面就存在著接頭調(diào)節(jié)、電容器投切等。當(dāng)前主要的變電站電壓無功控制策略主要有以下幾種:

(1)根據(jù)功率因數(shù)或者電壓高低調(diào)節(jié).變電站電壓無功控制按照功率因數(shù)或者是電壓高低進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制,這種控制策略主要是利用自動性能比較強(qiáng)的投切電容器組,這種設(shè)備能夠?qū)⒆冸娬倦妷阂约肮β室驍?shù)穩(wěn)定在一定的區(qū)間范圍內(nèi)部,并且使得這些要素的變換趨于平穩(wěn),從而有效的實(shí)現(xiàn)無功控制與無功補(bǔ)償?shù)墓δ堋_@種方式比較單一與簡便,而且其控制過程比較可信,但是從本質(zhì)上而言,此種控制策略沒有充分的思考變壓器接頭的調(diào)節(jié)作用,因此電壓無功控制的性能與效果比較弱。

(2)以人工智能為基礎(chǔ)的動態(tài)規(guī)劃方法.以人工智能的動態(tài)規(guī)劃方法為基點(diǎn)探究出一組變壓器分接頭和電容器組投切量變量,從而會總結(jié)出一種新型的目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)解:

J=XΔVΣ+Xpf+Xtap+Xnc

在上述目標(biāo)函數(shù)當(dāng)中XΔVΣ是指實(shí)際變電器電壓相對于既定電壓的偏移量,Xpf是指電壓無功的偏移率,Xtap為變壓器分接頭動作的次數(shù),Xnc為電容器組投切動作的次數(shù)。[2]公式應(yīng)當(dāng)滿足以下幾種約束條件:a.ΣT≤TmaxΣ:一天內(nèi)變壓器分接頭動作次數(shù)之和應(yīng)低于限定值;b.ΣNc≤NcmaxΣ:一天內(nèi)電容器投切次數(shù)之和應(yīng)小于或者等于限定值;c.Vmin≤V≤Vmax:實(shí)際電壓值在兩種最值的中間;d.pf≥pfmin:功率因數(shù)不能夠低于既定值。目前,我們國家已有的電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)水平、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、狀態(tài)估計(jì)、通信、實(shí)時監(jiān)控等軟硬件技術(shù)仍有待發(fā)展,至今尚無成熟的適用于我國電力系統(tǒng)的全網(wǎng)智能動態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)。在這種背景下,我們國家的電力工程運(yùn)行過程中經(jīng)常采用九區(qū)圖控制方式來控制變電站電壓無功。

(3)傳統(tǒng)模型下九區(qū)圖法實(shí)現(xiàn)電壓無功控制.這種類型的控制方法是通過將電壓以及無功的界點(diǎn)值作為基本點(diǎn)從而將電壓-無功劃分成為不同的九個區(qū)域,每個區(qū)域都會選用不同類型的控制方法。這種變電器電壓無功控制方法在實(shí)踐運(yùn)用過程中,會根據(jù)具體的情況來制定不同的控制方法。如下圖1所示:

這種電壓無功控制方法的結(jié)構(gòu)比較清晰,而且運(yùn)用的原理比較透徹,并且這種控制方法能夠運(yùn)用單機(jī)片進(jìn)行操作,其不足的地方主要是各種變電容器組的設(shè)備運(yùn)行頻率較高,成本較高,其經(jīng)濟(jì)價值偏低。

三、變電站電壓無功控制策略的實(shí)施方法

變電站電壓無功控制策略的實(shí)現(xiàn)形式也各不相同,主要有基于變電站自動化系統(tǒng)的VQC、VQC專用獨(dú)立式成套裝置、半獨(dú)立式新型VQC控制方式等。

(1)以變電站自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的VQC.目前,科學(xué)技術(shù)水平日趨發(fā)達(dá),變電站相關(guān)方面的基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善,自動化系統(tǒng)在變電站的使用范圍逐漸廣泛,一般都會采用本區(qū)域或者是遠(yuǎn)方監(jiān)控的一體化自動操作系統(tǒng),這些系統(tǒng)能夠有效的收集與處理關(guān)于電流的信息。一般只需要對其裝置輸入既定的指令,從而能夠?qū)崿F(xiàn)控制變電站電壓無功的目標(biāo)。

(2)VQC專用獨(dú)立式成套裝置.與VQC配套使用的獨(dú)立式成套裝置是一種常常被用來控制變電站電壓與無功的裝置。這種裝置的特點(diǎn)是集I/O單元與分析判斷功能于一體,相關(guān)閉鎖信號由相應(yīng)裝置的硬接點(diǎn)輸入,所需測量值由自帶的I/O單元采集,有關(guān)控制也由自帶的I/O輸出。這種系統(tǒng)性較強(qiáng)的電壓無功控制模式能夠把不同類型的VQC集中在單獨(dú)的一個裝置中,同時也能將其功能集中為一體,并且不受其他系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的影響,所以這種裝置的可行性比較高。

(3)半獨(dú)立式新型VQC控制方式.根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況,很需要有一種介于VQC專用成套獨(dú)立裝置和基于變電站自動化系統(tǒng)的VQC之間的控制方式——“半獨(dú)立式VQC控制”,即將變電站自動化裝置所提供的信息經(jīng)VQC專用裝置運(yùn)算處理后直接輸出控制。

四、結(jié)論

變電站電壓無功控制能夠極大的滿足變電站的長期工作,以此來保證變電站電壓的穩(wěn)定,為社會輸送功率更加平穩(wěn)的電力資源。在這種情況下我們定當(dāng)積極探析變電站電壓無功控制策略,以此來穩(wěn)定電壓與無功變化值。

參考文獻(xiàn)

[1]徐春新,何燕斌,孫培銀,沈波,陳寶德,賈文斌,王秋瑞.淺議500kV香山變電站無人值班技術(shù)改造[J].中國電業(yè)(技術(shù)版),2011(06):23-27.

[2]李新海,鄒正華,徐春新,劉永強(qiáng).電容器故障在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2010(31):78-79.

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