電力系統(tǒng)電壓無功控制的研究

1、電力系統(tǒng)電壓無功控制的研究電力系統(tǒng)電壓無功控制的研究摘要摘要本文主要針對110kV及以下終端變電站的電壓無功綜合控制(VQC)開展研究。闡述了變電站電壓無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)并對基于九區(qū)圖的變電站電壓無功綜合控制（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)量的一項重要指標(biāo)，系統(tǒng)的無功

2、平衡是保證電壓質(zhì)量的重要條件。系統(tǒng)無功供給不足，會降低運行電壓水平和增加網(wǎng)損；若系統(tǒng)無功供給過剩，則會提高系統(tǒng)運行電壓，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，對節(jié)約電能有著重要的意義，而社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，也對電壓質(zhì)量提出了更高的要求。在變電站主要通過調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭(OLTC)和投退無功補償設(shè)備。在各種無

3、功補償設(shè)備中，并聯(lián)電容器組簡單經(jīng)濟(jì)，易于安裝維護(hù)、有功損耗小，同時電力系統(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，負(fù)荷變動較大的場合，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)荷有功和無功功率，KT為變壓器變比，Qc為補償無功功率，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)。常變動的，因此允許各電壓中樞點(監(jiān)測點)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功綜合控制的角度，通常要求主變高壓側(cè)注入無功功率Ql必須滿足

5、：QL≤Q1≤QH，一般情況下應(yīng)使流入變電站的無功大于0，即無功不倒送。在有的時候，為保證電壓合格，常采用強行調(diào)節(jié)的措施，如當(dāng)分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)達(dá)限時，常采用強投強切電容器組的措施來保證電壓質(zhì)量，以犧牲無功和網(wǎng)損合格率為代價。(3)盡量減少控制設(shè)備的動作次數(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)對其進(jìn)行重點保護(hù)。在有載調(diào)節(jié)分接開關(guān)時，由于會出會出現(xiàn)短時的匝間短路產(chǎn)生電弧，一方面會對分接開關(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)，同時也對電容器組的日最大投切次數(shù)作出了限制(如30次)，并對總的動作次數(shù)作出了限制。因此在控制策略上應(yīng)盡量使日動作次數(shù)越少越好(特別是分接開關(guān)的調(diào)節(jié)次數(shù))。2.32.3VQCVQC的控制模式的控制模式電壓—無功功率控制模式，無功功率能真實反映無

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