S7-200 PLC在变电站无功综合控制装置的应用

电站 无 功补 偿 控 制 器 的应 用方 案 。介 绍 了其 工作 原 理 ， 出 了新 型 无 功补 偿 控 制 策 略 ， 提 以及 Ｐ Ｃ硬 件 和软 件 实施 方 案 。 Ｌ
【 关键词】 Ｌ 无功补偿 控制策略 ：Ｐ Ｃ
１ 引言 ． 为 了 降损 节能 ， 高 电 网功 率 因数 ， 证 电压 稳 定 ， 提 保 电力 部
维普资讯
１０ ７
福
建
电
脑
２０ ０ ７年第 ｌ ２期
Ｓ— ０ Ｌ ７ ２ ０Ｐ Ｃ在 变电站无功综合控制装置江 工 业 职 业 技 术 学 院 浙 江 绍 兴 ３ ２０ １０ ０）
【 摘
要】 ：针对变电站对无功综合动 态补偿的要求， 出了利用西 门子 Ｐ Ｃ和组态软 件 ＷｉＣ 提 Ｌ ｎ Ｃ构成 Ｓ Ａ Ａ 系统在 变 ＣＤ
（） ２
门大 力 推 广就 地无 功 补 偿 装置 。 而 。 变 电 站 二 次侧 一 般 要 求 因 在
设 有 无 功 补偿 装 置 。变 电站产 生 的强 电磁 场 要求 无 功 补偿 控制 装 置具 有 很强 的抗 干扰 能 力 。 同时 要 求 补偿 控 制 装 置可 靠 性 高 ． 适 应 性 强 ． 讯 联 网 方便 。数 据 采 集 监 控 系 统 Ｓ Ａ Ａ Ｓ ｐｒｉ 通 Ｃ Ｄ （ｕ ｅｖ． ｓｒ ｏｔ ｌ ｎ ａ ｅｕｓｉｎ 具 有 丰 富 的设 置 项 目 ． 用 方 ｏｙＣ ｎ ｏ ｄＤ ｔ Ａ ｑ ｉｔ ） ｒ ａ ａ ｉ ｏ 使 式灵 活 。 能 强 大 。 有 操 作 方 便 简 单 、 面友 好 、 程 易 掌握 、 功 具 界 编 与 Ｐ Ｃ通 讯 良好等 优 点 。二 者 的结 合 目前 已用 到 工业 自动 化 很 Ｌ 多 领 域 。我 们 采 用 德 国 西 门 子 公 司 的 西 门 子 Ｓ — ０ Ｌ ７ ２ ０Ｐ Ｃ和 Ｓ Ａ Ａ 软件 ＷｉＣ ＣＤ ｎ Ｃ和 相 结 合 ．设 计 出 变 电 站 高 压 无 功 综 合 补 结 偿 装 置 ． 以使 变 电站 无 功 得到 较 好 的 补 偿效 果 日 可 。
（） ３
可 求得 投 入 电容 后 系统 的功 率 因数 。切 除 电容 后 的功率 因 数 可 同 理算 得 。 由式 （ ） ２ 可见 当系 统 传 送 的有 功 不 同 时 ， 切一 组 电容器 对 投 于 改 善功 率 因 数 的效 果 是 不一 样 的 ．而 电力 系统 的 日负 荷 中 峰 谷时段 的差值很 大．所以在负荷较轻时要注意避免 电容投切可 能 造成 的功 率 因 数越 限 。 具 体控 制 及 区域 划 分 原 则 是 ：根 据 系 统 规定 的 电压 和功 率 ２ 控 制 系统 硬 件构 成 与结 构 原 理 ． 公 因 数 限值 ．首 先将 电压 和功 率 因数 坐 标 平 面划 分为 九 个 基本 区 式 在 根 控 制 装 置 对 象 是一 个 高 压 变 电站 ． 二 台 可 载 调 压 主 变 压 域 ， 需要 执 行 调 节 控制 的区 域 ， 据 实 时 计算 投 切 电容 器对 电 有 器 ， 线 下各 装 有 四组 补 偿 电容 器 。 制 系统 要 完 成 对 变压 器 和 压 变 化量 和 功 率 因数 变 化 量带 来 可 能 引 起 的 结果 ．通 过 对最 大 母 控 留 电容 器 组 的综 合 控 制 ． 要 对 变压 器 负 载 调 压 分 接 开 关 进 行 控 电压变 化 量 和最 大功 率 因 数变 化 量 计 算 ．作 为新 区域 划 分 的条 还 ｌ １ 制 ， 以及 完 成 各 种 保 护 控制 。 件 。 执 行 相 应 的 控制 。为 了避 免 发 生 上 述 投 切震 荡 情 况 ， 决定 对 留 首 先 要 采 集 电 网 中 的 各 种 运 九 区 图进 行 了更 为 细 致 的 划 分 。将 ３区 中靠 近 Ｕ ４区 中靠 近 Ｈ、 Ｕ、 Ｌ １区 中靠 近 功 率 因 数 上 限 、 中 靠 近 功 率 因 数 下 限 的运 行 ２区 行 参 数 ． 后 根 据 无 功 补 偿 控 然 一 制 策 略进 行 控 制 。运 行 维护 人 点 划分 出来 ． 别 作 为一 个 单 独 的 区域 ， 的状 态 划 分 如 图 ２所 分 新 员 在 必 要 时 应 能 直 接 控 制 调 示 。图 中 ． Ｕ 为 分接 头 档 位 Ａ ＋ 下调一档或投电容器引起 的 ， ． 节设 备 ． 设 置 了手 动 和 自动 故 电压 变 化 量 中 最 大 的 一 个 。 运 行 方 式 ． 常 状 态 下 用 自动 正 ＡＵ 为 分 接 头 档 位 上 调 一 档 一 方 式 ． 调 试 状 态 和 故 障 处 理 在 等 异 常状 态 下 用手 动 方 式 。控 或 切 电 容 器 引 起 的 电压 变 化 量 中 最 大 的 一 个 。 分 接 头 制 器 硬件 电路 图如 图 １ 示 ： 所 图 １系统硬件框图 中心 控制 器 采 用德 国 西 门子 公 司 的 Ｓ — ２ Ｌ （４／６ ） 档 位 下 调一 档 或 投 电 容 器 引 ７ ２ ６Ｐ Ｃ ２ Ｉ ０ 。 １ 采 用 数 字量 扩 展 模 块 Ｅ ２ ３１１ ６ ） 输 入 量 点 扩 展 至 ４ Ｍ ２ （ ／ ０将 ６１ ０个 ， 起 的 功 率 因 数 变 化 量 中 最 大 输 出点扩 展 至 ３ ２个可 满 足 系统 要 求 。 位机 数 据 采集 与监 控 系 的 一 个 。 为 分 接 头 档 位 上 上 统 采 用 西 门子 公 司 的 ＷｉＣ 。 数 测 量 传 感器 采用 新 一 代 智 能 调 一 档 或 切 电 容 器 引 起 的功 ｎＣ 参 电量 变送 器 Ｐ Ｍ ８ ０ Ｌ Ｄ 一 １Ｐ Ｍ．两 台 电量变 送 器 各 自采集 一 台 主变 率 因 数 变 化 量 中 最 大 的 一 个。 图 ２新型无 功控制策略图 压 器 下 的 电力 参数 在上 位 计 算 机 上安 装 好通 讯 处 理 卡 Ｃ １１ Ｐ６２ 根据 Ａ ＋Ａ 一 Ｕ 、 Ｕ 、、的 计 算 结果 和运 行状 态 的划 分 ， 其控 制 后 ．通 过 通讯 卡上 Ｒ ＿ ５接 口与 Ｐ Ｃ上 的通 讯 卡 Ｃ ２ ３ １ ｓ４８ Ｌ Ｐ ４ — 通 讯 ， 时 Ｐ Ｃ 与 上位 机构 成工 业 以 太 通 讯 网 络 ， 成 上 位 机 与 策 略 是 ： 此 Ｌ 完 ０区 ： 不控 制 。 Ｐ Ｃ之 间 的数 据 交 换 。 Ｌ １ 降档位 ， 区： 若在最低档 ， 则投电容器。 ３ 控 制 策略 研 究 ． ２区 ： 升档 位 ， 若在 最 高 档 ， 切 电容 器 。 则 电容器的投切改变 了系统的无功分布对 功率因数 和电压都 产生影响。 分接头调压改变了节点电压， 电容器所发出的无功使 ３区 ： 投电容器 ， 若无 电容器可投 ， 则降档位。 负荷 无 功变 化 ， 样使 系统 无功 达到 一 个 新 的 平 衡 ， 率 因数 也 这 功 ４区 ： 电 容器 ， 无 电容 器 可切 ， 升 档 位 。 切 若 则 会变化。 系统的负荷按一定 的规律变化， 但对 于每一个时刻系统 ５区 ： 投电容器 ， 若无 电容器可投 ， 降档位。 则 ６区 ： 电 容器 ， 无 电容 器 可切 ， 升档 位 。 切 若 则 的负荷又是不确定 的．因此电压无功控制设 备应该实 时检测系 ７区 ： 升档 位 ， 若在 最 高 档 ， 切 电容 器 。 则 统 的 运行 情 况 才 能做 出 准确 的控 制 。 设 某 一 时 刻 系统 传 送 的 有 功 为 ， 率 因 数 为 。 组 电容 的 功 一 ８区 ： 降档位。 若在最低档 ，０ 贝 投电容器 。 容 量 为 。投入 一 组 电容 将 引起 系 统 功 率 因数 的变 化 和 电压 损 耗 ９区 ： 降档位 ， 若在最低档 ， 则投电容器 。 １ ０区 ： 档 位 ， 在 最 高档 。０ 电容 器 。 升 若 贝切 的变 化 ． 投 入 一 组 电容 后 系 统 的 功 率 因数 变 为 ． 系 统 传 送 设 而 ｌ ： 操作。 ｌ区 不 的有 功不 变 。由 ． 则有 下 式 成立 ： ｐｔ ｔ — ｇ ｇ Ｐｔ ２ ｇ （） １ １ ： 操作。 ２区 不 根 据 用 户要 求 以 及 运行 情 况 的 不 同 。也 可 以对 上面 的控 制 对式（） １ 进行 整 理 则有 ：