智能型变电站电压、无功综合自动控制装置研究32

智能型变电站电压、无功综合自动控制装置研究
摘要：在供电品质愈发提升的时代中，电压变成权衡电能品质的一个主要标准，尤其在智能型变电站电压以及无功综合自动控制装置中更加如此。

所以，对变电
站的电压与无功综合自动控制而言，在提升电压品质方面具有显著的作用。

关键词：智能型；变电站电压；无功综合自动控制装置
引言：在当前电力系统朝着大容量、超高压、远距离输电线路方向的发展下，在输电线路的传输功率比自然功率低时，则会产生无功过剩的情况，令线路出现
持续的工频过电压，对系统的安全以及经济的运转具有影响。

并且，电网内的负
荷波动也及其剧烈，这些均令电力系统的电压在空间与时间中的分散性有所增加。

在相同时间和相同区域里，电压都不相同，这些均令电力系统的电能品质有所降低。

在用户对供电品质以及可靠性标准的提升下，电压变成权衡电能品质的一个
主要标准，令智能性变电站电压与无功综合自动控制装置愈发被人们所重视，确
保用户的电压靠近额定值，变成电力系统运转的一个根本任务，电压过于偏移不
但会影响用户的使用，还会令网损现象急剧增长，对系统运转的稳定性带来危机。

一、智能型变电站电压、无功综合自动控制装置的现状
在电力行业商业化运转逐步推动下，用户对于电能质量的标准愈发提升，令
电网节能降损变得极为紧迫，电压无功综合控制问题愈发被人们所注重。

为了免
除诸多无功流动在系统内出现无功损耗，减少系统输电的效率，电力系统使用了
各类能够使用的方式，从而调整系统无功与电压。

当前，电力系统内使用的无功
与电压调整方式大致为同步发电机、同步调相机、并联补偿电容器、静止补偿器、有载调压变压器等，同步发电机只能运用于发电厂，所以变电站使用的则为其他
方式。

由变电所运用的无功与电压调整方式而言，同步调相机与静止补偿器在费用
方面较高，并且运行与维护均较为繁琐，当前只有少数枢纽变电站给予使用。

并
联补偿电容器与有载调压变压器在造价方面较低，并且运行与维护均极其便利，
成为变电站大量使用的电压无功控制方式。

因此，变电站的电压无功控制大多指
的是并联补偿电容器与变压器有载分接头的掌控。

智能型变电站电压无功综合控制的方式与方法较多，可是具备相应的局限性。

对传统电压无功控制方法长久以来均在便捷方面乃至控制算法方面给予转变，透
过对边界值的设定给予改进和使用良好的算法填补变电站电压无功控制在原理中
的不足，而并未从本质上处理因为控制原理不足而造成的问题，令使用传统控制
方法的电压无功控制装置在实际运行中被迫退出，所以，一定要给予深入的分析，在吸收相同类型产品下给予处理，令智能型变电站电压无功综合控制装置更为实
用[1]。

二、实现的目标与拟采用技术的路线
1、电压无功综合综合控制的目标
依照电力系统正常运转的标准，透过对智能电压与无功功率给予综合协调，
在确保变电所被控母线电压符合标准下，尽可能令无功功率实现平衡，从而减少
输电线路在电能方面的耗损。

并且要求动作必须正确，确保投切的正确率，减少
有载调压变压器分接开关与电容器组投切动作的次数。

以此在稳定系统电压与平
衡无功功率上完成全网的优化运转。

2、研究的方面
（1）交流遥测功能
测量三卷或两卷变压器高压侧与低压侧的线电压与高压侧的相电流时，就有
功功率、无功功率甚至功率因数给予测量。

（2）遥信功能
64路开关量遥信输入，用在采集和变压器、电容器相应的断路器、保护动作
信号以及隔离开关点等，档位使用数字编码的方式给予执行，遥信去抖时间能够
通过软件给予设定，顺应单、双节电的方法，光电隔离输入方法。

（3）遥控功能
10路遥控的分、合节点的输出，用在操作电容器的断路器、变压器分接头升
降操控乃至电动隔离开关中，出口的动作确保时间能够通过软件给予设定。

（4）自动闭锁功能
低压侧母线电压比预设值低时，闭锁一切操控。

变压器高压侧电流比预定值
高时，闭锁一切操作。

变压器跳闸时，闭锁一切操作。

变压器调档产生连调时，
将所有操作给予闭锁。

在变压器并列运转产生分接头无法同步时，将所有操作闭锁。

电容器保护跳闸时，将电容器的投切操作进行闭锁。

运转方式产生变化时，
将所有操作进行闭锁[2]。

（5）CAN通讯方法
透过双CAN网络和系统中央管理机进行通讯。

三、系统的硬件设计
智能型变电站电压无功综合控制，以控制理论的方向而言，属于多限值、多
目标的最优控制。

1、信号
变压器高压侧三相电压为三相电流，如果考量到两台主变并列运转，则具有
18路，信号分别由电压互感器、电流互感器二次侧来。

2、CPU模块
CPU模块属于控制器的中心，其肩负着数据的核算、逻辑的评判、提出控制
命令等。

PCC的CPU模块一定要设定于底板的最左侧，模块中RS323与CAN接口，还含有指示灯。

通过模块，能够插进模拟量I/O模块、数字量I/O模块、增量式
编码器或SSI编码器乃至附加串行接口模块。

在运用当中，旋入式模块插到CP接
口处，且通过紧固螺丝进行固定。

RS232接口主要用在CPU编程当中，还能够当
做通用接口给予运用。

CAN接口属于标准现场总线接口，能够用在与其他控制系
统给予数据传输的方面[3]。

3、模拟量输入模块
因为电压和电流属于模拟量信号，一定要通过适宜的处理方式才可以变成PCC内部所需的标准信号，从而再把这些信号衔接至适宜的模拟量输入模块的接
线端子中，通过模块中的模数改变，最终把数据传到PCC中。

4、数字量输入模块
以现场控制柜端引进的开关量通过光电隔离之后进到PCC数字量输入模块当中，通过CPU进行读取，在开关打开后对应位是0，闭合后是1。

数字量输入模
块用于将二进制当中信号转换至PCC需要的内部信号，数字量输入的状况通过指
示灯LED给予指示。

5、数字量输出模块
（1）模块型号
数字量输出模块使用在驱动外侧负载，其状态通过指示灯LED给予指示。

数
字量输出模块依照输出类别能够分成继电器、晶体管、可控硅等。

性能方面的差
异表现在输出的点数、类别、开关的电压与电流方面。

（2）负载系统
当前我国的电压无功综合控制装置大部分将断路器当做电容器的投切执行元件，投入时具有较大的冲击电流，切除时则具有过电压，本身触头交易损坏甚至
熔焊，具有较大的噪音，并且投切时间较久。

在控制方面并不能符合分相、分级、迅速乃至跟踪补偿的标准。

而晶闸管身为无触点开关，可以迅速通断，不具备电
弧和噪声等状况，安全稳定，使用时间较久，可以快速正确的进行跟踪补偿，以
此提升电网的供电品质。

6、人机接口单元
人机接口单元用于装置和运行人员与操作人员相互间在信息方面的互换工作。

良好的人机接口对装置的运用与维护均极其关键，包含了指示灯、打印机、蜂鸣器、控制面板以及通讯串口等。

结束语：综上所述，智能型变电站电压、无功综合自动控制装置依照负荷预
测的精准度，确保调节方法，保障无功基本平衡与电压合格率，完成了分接头调
节的次数以及电容器投切的最低次数。

而且电压与无功的协调是依靠用户的标准
通过设施给予设定，通过装置体现出了良好的实用性与智能性。

参考文献：
[1]杜晓妮，曲同颖.在传感器技术课程教学中应用“高效课堂模式”的探索与实
践[J].青岛职业技术学院学报.2015.（2）：132.
[2]石从刚，宋剑英.基于Proteus的“学教做合一”高职教材建设——以单片机
应用技术教材建设为例[J].青岛职业技术学院学报.2014.（1）：299.
[3]李宏泽，郭森，王宝.引人电压稳定性价值贡献系数的配电网无功补偿优化
配置[J].华东电力.2014.（5）：18（国网河南省电力公司新密市供电公司）。