崇明電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化控制方案的探討

導語(yǔ)：通過(guò)制定電壓無(wú)功優(yōu)化控制方案，并加以實(shí)施，將會(huì )在一定程度上提高用戶(hù)的電壓合格率，改善電能質(zhì)量，同時(shí)將降低網(wǎng)損，為企業(yè)提高了經(jīng)濟效益。

引言

崇明電網(wǎng)變電站采用主變有載調壓和10千伏、35千伏電容器組作為調壓和無(wú)功補償主要措施。10千伏、35千伏電容器組和主變有載分接頭由人工投切和調節，工作量大，隨意性大，調節效果不甚理想。而電壓無(wú)功優(yōu)化(VQC)控制方案、制定VQC調節方案的控制原則及目標，利用將各分站數據采集到主站，主站SCADA系統對分站自動(dòng)進(jìn)行遙控遙調操作，解決了因管理等人為因素影響地區電網(wǎng)電壓的質(zhì)量問(wèn)題之一，同時(shí)解決了線(xiàn)損中的網(wǎng)損過(guò)高的問(wèn)題。

當前國際上應用比較多的電壓分級控制方案包括三個(gè)層次：一級電壓控制(Primary Voltage Control)，二級電壓控制(Secondary Voltage Control)和三級電壓控制(Tertiary Voltage Control)。

² 一級電壓控制：面向變電站的控制，用到本站信息，反應速度最快，可靠，實(shí)現簡(jiǎn)單，只能本站優(yōu)化。

² 二級電壓控制：面向局部區域電壓的控制，用到無(wú)功靈敏度，反應速度較快，可靠，可以區域優(yōu)化。

² 三級電壓控制：面向全網(wǎng)的電壓無(wú)功控制，用到無(wú)功優(yōu)化算法，實(shí)時(shí)狀態(tài)估計，調度潮流，負荷預測等應用軟件，實(shí)現困難，要求最高，速度最慢，可靠性受EMS軟件可靠性影響，可以找到一個(gè)較優(yōu)的運行點(diǎn)。

從目前崇明電網(wǎng)的整體相關(guān)因素實(shí)際出發(fā)，實(shí)現各變電站電壓無(wú)功優(yōu)化，比較合理。

1、變電站VQC調節原理

對于變電站來(lái)講，為了使電壓與無(wú)功達到所需的值，通常采用改變主變有載分接頭檔位和電容器投切來(lái)改變系統的電壓和無(wú)功。有載分接頭的變化不僅對電壓有影響，而且對無(wú)功也有一定的影響，同樣電容器組的投切對無(wú)功影響的同時(shí)也對電壓起著(zhù)一定的影響。

在很多地方供電系統中，不是考慮無(wú)功而是考慮功率因數作為調節依據。實(shí)際上，可以根據當時(shí)的有功功率換算出無(wú)功的控制范圍，在處理原理上本質(zhì)是一樣的，只不過(guò)無(wú)功的上下限范圍是始終是動(dòng)態(tài)變化的范圍。

在實(shí)際應用中，主變有載分接頭調節主要用于電壓的調節，電容器的投切主要用于無(wú)功的調節同時(shí)也用于電壓的調節。

下面讓我們以一臺變壓器來(lái)分析一下各種情況下的電壓與無(wú)功調節方式。

電壓(U)取值于主變的變壓器低壓側母線(xiàn)線(xiàn)電壓。

無(wú)功(Q)取值于主變的變壓器高壓側無(wú)功。

分接頭調節

分接頭上調后U將變大，Q將變大。

分接頭下調后U將變小，Q將變小。

電容器投切

投入電容器后Q將變小，U將變大。

退出電容器后Q將變大，U將變小。

2、關(guān)于調整目標與要求

根據“九域圖”(如圖一)的要求進(jìn)行無(wú)功、電壓、分接頭的調節方案是一種較為先進(jìn)的無(wú)功調節方案，它基本解決了電容器鐘控投切方式所帶來(lái)的不利影響。它的主要特點(diǎn)是：除具有電容器鐘控或遙控、主變分接頭有載自動(dòng)調節方案的所有優(yōu)點(diǎn)外，而且還具有調節快速、靈活、方便的特點(diǎn)。在VQC調節過(guò)程中，為了避免出現調節死區及電容器、分接頭出現頻繁調節的現象，因此，要對VQC調節方案制定可行的調節原則及目標與要求，并對軟件系統提出相應的要求，以保證VQC裝置的正常運行。

圖一：九域圖

(注：Us為上限電壓;Ux為下限電壓。COSδs為上限功率因數;COSδx為下限功率因數;Qt為可投電容器容量。)

2.1首先應保證供電母線(xiàn)運行電壓Uyx運行在一定的電壓要求范圍內即Ux(下限電壓)≤Uyx(運行電壓)≤Us(上限電壓)。

這是VQC工作的首要目標，也是用戶(hù)的基本要求。

2.2其次應保證變電站受電端負荷功率因素COSδyx運行在一定的范圍內即COSδx(下限力率)≤COSδyx(運行力率)≤COSδs(上限力率)。

這是電容器對首要目標的初級調整，也是對主變負荷力率的控制，以提高主變運行的經(jīng)濟性。

2.3再次應盡可能減少主變有載開(kāi)關(guān)調節次數Nyx(日、年實(shí)際運行次數)≤Nmax(日、年允許最多調節次數)。

在電容器初級調整的基礎上，主變有載開(kāi)關(guān)的自動(dòng)調節是對首要目標的進(jìn)一步微調，是對地區無(wú)功潮流的重新分配。在調節過(guò)程中，應盡可能保證日、年分接頭運行調節次數在所規定的要求范圍內，以免影響有載開(kāi)關(guān)的使用壽命;

3 關(guān)于對VQC具體的調節控制

3.1 對高峰時(shí)段的調節要求

3.1.1 Uyx

3.1.1.1若COSδyx≤1，且0.99Us≤Uyx≤Us范圍內運行，分接頭則不作調整，以減少分接頭調節次數。

3.1.1.2若COSδyx≤1，且Uyx0.99Us,則調低分接頭位置，直至無(wú)法調節為止。

3.1.1.3若COSδyx≤1，且Us

3.1.1.4若COSδyx≤1，且Uyx>1.01 Us，則切除Qt，然后調低分接頭位置直至無(wú)法調節為止;

3.1.1.5若COSδyx>1，則切除Qt,同時(shí)調低分接頭位置直至無(wú)法調節為止;

3.1.2 Uyx>Ux

3.1.2.1若COSδs≤COSδyx≤1, 則Qt不投，同時(shí)調低分接頭位置直至無(wú)法調節為止。

3.1.2.2若COSδx≤COSδyx≤COSδs，若軟件系統判斷(2.1.2----1)式成立，則Qt不投，同時(shí)調低分接頭位置直至無(wú)法調節為止;若(2.1.2----1)式不成立，則Qt投，同時(shí)調高分接頭位置直至無(wú)法調節為止。

3.1.2.3 COSδyx≤COSδx, 則Qt投，主變分接頭視電壓高低自動(dòng)調高或調低。