對(duì)電壓／無(wú)功自動(dòng)控制裝置的應(yīng)用技術(shù)的探討-科技論文

實(shí)際上變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)運(yùn)行組成部分，其電壓水平和無(wú)功流動(dòng)與系統(tǒng)是相互影響的，因此，在控制策略上VQC裝置必須滿足變電站調(diào)節(jié)電壓及平衡無(wú)功的要求，同時(shí)要服從系統(tǒng)運(yùn)行的需要，執(zhí)行調(diào)度/控制中心通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的指令，發(fā)出動(dòng)作信號(hào)或者閉鎖信號(hào)。只有這樣，VQC裝置控制策略才能算是完整的。變電站站內(nèi)控制策略。一般來(lái)說(shuō)，VQC裝置必須做到：控制主變低壓側(cè)電壓在規(guī)定范圍內(nèi)波動(dòng)；對(duì)三繞組變壓器，應(yīng)兼顧中壓側(cè)母線電壓；控制高壓側(cè)功率因數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)；控制方式應(yīng)采用電壓限值和功率因數(shù)綜合控制，電壓、功率因數(shù)限值應(yīng)可選擇曲線方式和計(jì)算方式；能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的輪流投、切，即選擇備用時(shí)間最長(zhǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備優(yōu)先投入，選擇運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備退出；能適應(yīng)變電站各種不同的運(yùn)行方式。電壓/無(wú)功控制邏輯基本上都采用分區(qū)控制。
無(wú)功補(bǔ)償與電壓優(yōu)化的控制原理。電力系統(tǒng)電壓無(wú)功限值區(qū)間的劃分(9宮圖)見下圖。根據(jù)該圖在各區(qū)內(nèi)，以最優(yōu)的控制順序和電壓無(wú)功設(shè)備組合使運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入無(wú)功、電壓均滿足要求的第9區(qū)。
電壓控制按照逆調(diào)壓原則，當(dāng)電壓變化超出電壓曲線的允許偏差范圍(U上U下)或超出無(wú)功功率允許偏差范圍(Q上Q下)時(shí)，根據(jù)整定的偏移量發(fā)出電容器投切指令或變壓器分接頭調(diào)整指令，從而達(dá)到調(diào)整電壓和無(wú)功潮流的目的。
其中，U上、U下分別為電壓約束上、下限，Q上、Q下分別為無(wú)功約束上、下限，各區(qū)動(dòng)作方案如下：
1區(qū)：電壓超下限，無(wú)功超上限。設(shè)定電容器投入容量，并發(fā)出電容器投入指令，當(dāng)電容器全部投入后，電壓仍低于U下時(shí)，發(fā)出變壓器分接頭升壓調(diào)節(jié)指令。
2區(qū)：電壓合格，無(wú)功超上限。發(fā)出電容器投入指令，當(dāng)電容器全部投入后運(yùn)行點(diǎn)仍在該區(qū)，則維持運(yùn)行點(diǎn)。
3區(qū)：電壓超上限，無(wú)功超上限。發(fā)出變壓器分接頭降壓調(diào)節(jié)指令；當(dāng)有載調(diào)壓已處于下限時(shí)，再發(fā)出上一級(jí)變壓器分接頭調(diào)節(jié)指令。
4區(qū)：電壓超上限，無(wú)功合格。動(dòng)作方案同3區(qū)。
5區(qū)：電壓超上限，無(wú)功超下限。發(fā)出電容器切除指令，當(dāng)電容器全部切除后，電壓仍高于U上時(shí)，再發(fā)出變壓器分接頭降壓調(diào)節(jié)指令。
6區(qū)：電壓合格，無(wú)功超下限。發(fā)出電容器切除指令，當(dāng)電容器全部切除后，運(yùn)行點(diǎn)仍在該區(qū)，則維持該運(yùn)行點(diǎn)。
7區(qū)：電壓超下限，無(wú)功超下限。發(fā)出變壓器分接頭升壓調(diào)節(jié)指令，當(dāng)有載調(diào)壓已處于上限時(shí)，再發(fā)出電容器投入指令。
8區(qū)：電壓超下限，無(wú)功合格。動(dòng)作方案同7區(qū)。
9區(qū)：電壓、無(wú)功均合格。維持該運(yùn)行點(diǎn)，不發(fā)調(diào)整指令。
響應(yīng)調(diào)度/控制中心通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)發(fā)出的指令，閉鎖裝置并執(zhí)行超級(jí)控制指令。
應(yīng)當(dāng)注意，有時(shí)由于系統(tǒng)電壓過(guò)高或者過(guò)低，經(jīng)過(guò)上述調(diào)整后系統(tǒng)并不一定能進(jìn)入規(guī)定區(qū)域運(yùn)行，這時(shí)裝置應(yīng)自動(dòng)閉鎖并向調(diào)度中心發(fā)出遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)，調(diào)度/控制中心可以通過(guò)調(diào)節(jié)臨近變電站或上級(jí)變電站潮流達(dá)到該變電站的控制目標(biāo)；另一方面，有時(shí)系統(tǒng)為了達(dá)到某種目標(biāo)，需要個(gè)別變電站在無(wú)功或電壓上做出某種限度的犧牲，或者，調(diào)度/控制中心為實(shí)現(xiàn)全區(qū)域潮流優(yōu)化，最大程度地降低網(wǎng)損，也可以對(duì)VQC做出越級(jí)控制的指令。這需要遠(yuǎn)動(dòng)上有較好的“四遙”手段。
三、VQC人機(jī)界面要求
VQC的人機(jī)界面對(duì)運(yùn)行和管理人員都十分重要，VQC的人機(jī)界面不友好或不完善，則可能造成使用不方便或不當(dāng)。VQC人機(jī)界面應(yīng)滿足以下要求：
（一）參數(shù)設(shè)置方便，對(duì)用戶開放的參數(shù)要足夠充分和全面
有關(guān)部門對(duì)變電站電壓/無(wú)功的考核常常會(huì)有新的要求，有時(shí)甚至對(duì)峰谷時(shí)段的定義都會(huì)有變化。如果VQC參數(shù)不能方便設(shè)置，則會(huì)使廠方和用戶都感到麻煩。
（二）閉鎖條件應(yīng)能在人機(jī)界面中反映出來(lái)
VQC是一項(xiàng)涉及面頗廣的自動(dòng)化裝置，變電站的許多異常和變化都會(huì)引起它的閉鎖。如果VQC的閉鎖情況和閉鎖原因不能在人機(jī)界面上反映出來(lái)，則會(huì)使用戶對(duì)它的閉鎖分析變得十分困難。
（三）VQC動(dòng)作記錄應(yīng)全面
詳細(xì)的VQC動(dòng)作記錄有利于VQC的運(yùn)行和故障分析。因此VQC的人機(jī)界面應(yīng)能全面顯示其運(yùn)行狀態(tài)和閉鎖情況，并能在線靈活整定有關(guān)參數(shù)。例如應(yīng)顯示：受控功率因數(shù)和母線電壓；各主變和電容器的運(yùn)行狀態(tài)；變電站的運(yùn)行方式（包括供電端各母線的運(yùn)行方式）；主變運(yùn)行方式（獨(dú)立運(yùn)行還是分列運(yùn)行）；主變和電容器的閉鎖情況；峰谷時(shí)段及相應(yīng)的電壓和功率因數(shù)限值；VQC的動(dòng)作記錄等。隨著電壓/無(wú)功自動(dòng)控制技術(shù)的不斷完善和深入應(yīng)用，在系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、提高功率因素提高電能質(zhì)量中，電壓/無(wú)功自動(dòng)控制裝置必將發(fā)揮其更大的作用。