电力系统无功电压综合控制
第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术
2020/4/8
电力系统自动化
21
解：最大负荷归到高压侧
U' 2max
89.37(KV)
最小负荷归到高压侧
U' 2min
105.61(KV)
P.111
① 选择变比 最小负荷
Ut
U' 2min
U2min
U2N
105.6111 110.69(KV) 10.5
规格化
取110+0%抽头
K
110 10
)
补偿前后相同 U1，可得
XC
U2c Q
U2c
U2
PR QX U2c
PR QX U2
有多种（串并联组成）
补偿度
Kc
xC xL
一般1-4
2020/4/8
m
n
电力系统自动化
有例题 P.113
24
“串补”与“并补” “四”与“三”都可以提高 U2，减小有功损耗
“串补”： 直接减小U 提高U2
过激运行：向系统提供感性无功功率 欠激运行：从系统吸收感性无功功率
大小 改变励磁 →平滑改变无功 方向
实现调压
输出无功功率随端压的下降而增加
同步电动机：过激运行时向系统提供感性无功
2020/4/8
电力系统自动化
9
⑶ 并联电容器 （吸收容性无功，即发出感性无功）
Qc
U2
Xc
U 2C
➢集中使用，分散使用; ➢分相补偿; ➢随时投入（切除）;
2020/4/8
电力系统自动化
7
电力系统的无功功率电源
⑴ 同步发电机 （唯一的有功电源，也是基本的无功电源）
发电机的P-Q曲线：输出P与Q的关系 P(MW)
电力系统无功功率的平衡和电压的调整
（1）调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压UG；
（2）适当选择变压器的变比K；
（3）改变网络参数R和X（主要是X），改变电压损耗 △U （4）改变功率分布P+jQ（主要是Q），使电压损耗△U 变化
22
第三节
电力系统的几种主要调压措施
一．改变发电机端电压调压
• 根据运行情况调节励磁电流来改变机端电压。
20
二、电压调整的基本原理
Ub
略去电力线路的电容功率，变压器的励磁功率和 网络的功率损耗
PR QX U b (U G k1 U ) / k2 U k k G 1 2 U G k1
21
电压调整的措施：
PR QX U b U k k2 G 1 U G k1
A
ห้องสมุดไป่ตู้DF
发电机的P-Q极限
10
2. 同期调相机
•同步调相机相当于只能发出无功功率的发电机。
•在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功
电源的作用，能提高系统电压； •在欠励磁运行时（欠励磁最大容量只有过励磁容量的
（50% ～65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无功
负荷作用，可降低系统电压。 •它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取） 的无功功率，进行电压调节。因而调节性能较好。
以滞后功率因素运行的用电设备所吸收的无功功率。 • 照明、电热，消耗感性无功QL小。
• 同步电动机，有励磁绕组，通过励磁电流的调节， 可以调节其输出无功的大小。过激运行，发QL ； 欠激运行，吸收QL 。在综合负荷中比例小。 • 异步电动机，消耗QL ，在综合负荷中比例很大。 • 综合负荷功率因素，0.6～0.9，滞后（感性无功）
电力系统中的电压无功控制
电力系统中的电压无功控制电力系统中的电压控制是电力系统稳定运行的重要保证，无功控制是其中的关键环节。
无功功率是指与电流的相位差有关的功率，其作用是维持系统的电压稳定、电线电缆的电磁场稳定和传输线路的容量。
因此，控制无功功率的大小和方向，不仅可以维持系统稳定，而且可以减少能源损耗和电能浪费。
电网的电压水平一直是电力系统稳定运行的一个重要因素，因为如果没有正确的电压控制，电力系统中将会出现过高或过低的电压，从而导致电力设备的损坏，并且可能会产生电力质量问题。
为了保持电力系统的稳定运行，必须控制系统中的无功功率，以维持系统电压的正常水平。
这时，电力系统的无功控制技术就显得尤为重要。
在电力系统的运行中，无功功率通常通过静态无功补偿设备或者动态无功补偿设备来控制。
静态无功补偿设备是通过电容器或电抗器改变电路的无功功率，从而达到有效的电压控制。
而动态无功补偿设备可以通过电子开关控制，能够实现更加精确的电力控制。
常见的静态无功补偿设备包括：单相及三相的电容器、电感器、电抗器和电容电抗混合补偿装置等。
常见的动态无功补偿设备包括：静止型无功补偿器、静止型同步补偿器、STATCOM等。
无论是静态无功补偿设备还是动态无功补偿设备，其本质上都是对系统中的无功功率进行控制。
在研究无功控制技术时，需要考虑诸如电压调节设备、无功补偿设备等因素的影响，并实现在不同操作条件下的无功控制。
此外，根据系统的类型和运行状态，需要采用不同的无功控制策略，以满足电力系统的需求。
一般来说，常见的无功控制策略包括：恒定无功控制、可调无功控制和动态无功控制。
恒定无功控制是指将一定量的无功功率注入系统中，以达到稳定的电压水平；可调无功控制是可以根据系统运行的实际情况，按需调整输出的无功功率；动态无功控制则是可以实现更加精确的无功功率控制，实现准确的电压控制，特别适用于大容量负载电网的电压稳定。
在电力系统中的无功控制中，需要考虑各种因素的影响，以实现系统的最佳运行效果。
电力系统的无功功率和电压控制
若大于，则任何分接头都无法满足要求，需其他调压措施配合
双绕组升压变压器一般按高压侧的电压要求选择分接头
Ut1max
U1max U1max U 2max
Ut2
Ut1
U 2 U2
Ut2
U1 U1 Ut2 U2
Ut1min
U1min U1min Ut 2 U 2min
Ut1
Ut1max
发电机的端电压与发电机的无功功率输出密切相关，增加端电 压的同时也增加无功输出，反之，降低端电压也就减小无功输 出，因此发电机端电压的调节受发电机无功功率极限的限制。 发电机有功出力较小时，无功调节范围会大些，调压能力会强 些。发电机端电压的允许调节范围为0.95~1.05UN，如果端电压 低于0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小（小于SN）
仅当系统无功功率电源容量充足时，改变变压器变比调压才有
效。当系统无功不足、电压水平偏低时，应先装设无功功率补偿
设备，使系统无功功率容量有一定的裕度。
例5.1，p191
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
常用并联电容器、同步调相机、静止补偿器等并联无功补偿装置
减小线路和变压器输送的无功，从而减小电压损耗、提高电网电
对故障后的非正常运行方式，一般允许电压偏移较正常时大5%
5.2.3 应用发电机调节电压
应用发电机调压不需要另外增加投资。根据励磁电源的不同， 同步发电机励磁系统可分为直流机励磁系统、自励半导体励磁 系统、它励半导体励磁系统 3大类。现代发电机励磁系统都有 自动调节功能，即自动励磁调节器（AER）或自动电压调节器 （AVR），通过改变励磁调节器的电压整定值，自动控制励磁 电流，即发电机空载电势，实现发电机端电压的闭环控制。
电力系统电压控制
确定中枢点 电压范围
编制中枢点电压曲线
调控中枢 点电压
利用各种调压措施
电压在规定 范围变化
用户电压符合要求
中枢点电压的管理
电压允许偏差值范围
二 电力系统电压/无功的基本理论
电压/无功 关系 负荷无功 电压特性 无功平衡 电源无功-电压 特性 维持电网正常电压水平下的无功功率平衡，是保证电网电压质量的基本条件
泰州地区电网运行效益
降低线损 用户电压合格率上升
七 电压稳定性及其控制
电压稳定性
相关知识
机理分析
电压稳定性研究的发展过程 电压稳定的相关概念 电压稳定性的分类 电压不稳定事件的特征
电压失稳的一般解释 静态电压崩溃机理解释 动态电压崩溃机理解释
一级电压控制 二级电压控制 三级电压控制 系统在不同状态下的电压控制
电压稳定性研究的发展过程
从马尔科维奇提出第一个判据到20世纪70年代中期，是电压稳定问题未引起足够重视的阶段；
第一阶段
第二阶段
第三阶段
从20世纪70时年代末到20世纪80年代中期，是注重静态研究的阶段；
从20世纪80年代中期到现在，是以动态机理的探讨为基础的全面研究阶段。
电力系统是一个动态系统，电力系统电压稳定性是整个电力系统稳定性的一个分支。最早在20世纪40年代，前苏联学者H.M.马尔科维奇再研究负荷稳定性时，提出第一个电压稳定判据，故电压稳定性有时也称为负荷稳定性。
结论： 1）变压器向系统吸收的无功与电压的平方U2D成正比。 2）负荷所需无功随电压升高而增加，随电压降低而减少。
投退电容器对电压的影响
结论： 1）投入电容器组后，变压器负荷侧电压升高 2）退出电容器组后，变压器负荷侧电压降低 3）防止电容器的影响，造成负荷侧电压过高
区域电网无功电压综合控制系统研究与应用
南宁 @ ） % " " ! %
（ ， ， ， ； ， ， ， ） & ? 7 A B / 3 >C = 8 9 D E A F F B GH A D 9 2 A 7 A B / 3 > @ % ( " " " * < / 3 2 ! ? 6 A 2 3 > I / C = 8 9 D6 D / J* = D F = D 2 K / = 3 2 3 3 3 / 3 > @ % " " ! % * < / 3 2
陈希凡&， 张
&， 海!， 陈益伟 胡海中&
& ! & & * + , -. / 0 1 2 3， 4 + 5 6+ 2 /， * + , -7 / 0 8 9 /， + :+ 2 / 0 ; < = 3 ; ?
玉林 @ ； 广西电网公司， 广西 % ( " " " ! ?
摘要：为了电力系统的高效可靠运行， 必须对电压无功 进行合理控制， 实现无功就地平衡， 电能质量最优。区域电 网无功 电压综合控制系统（简称 5 ） 采用集中决策、 分层分区 控制的方 式， 综合考 虑电网安 全约束 条件， 通过在 线的优 化计算， 提 L * 出合理的电压校正和无功优化策略， 实现全网无功电 压实时 自动控 制。对提高 电能质 量， 降 低损耗， 减 轻值班 人员劳 动强度 有十分重要的意义。 关键词： 区域电网； 无功电压； 综合控制； 优化
： ( 0 3 " 2 & , " M 3 = D J 9 D K = D 9 2 B / ; 9 K < 9 9 1 1 9 N K / O 9 2 3 J D 9 B / 2 P B 9 = F 9 D 2 K / = 3 = 1 F = 8 9 D Q G Q K 9 R， / K / Q 3 9 N 9 Q Q 2 D G K = S 9 9 F K < 9 ， D 9 2 N K / O 9 F = 8 9 D 2 3 JO = B K 2 > 9A 3 J 9 D N = 3 K D = BP 2 B 2 3 N 9K < 9D 9 2 N K / O 9F = 8 9 D B = N 2 B B G2 3 J= F K / R / ; 9 K < 99 3 9 D > GT A 2 B / K G ? （5 ） U < 9 2 D 9 2 D 9 2 N K / O 9 F = 8 9 D 2 3 JO = B K 2 > 9 N = R P / 3 9 JN = 3 K D = B Q G Q K 9 R L * 2 J = F K Q K < 9R = J 9 = 1 N 9 3 K D 2 B / ; 9 JJ 9 N / J / 3 > 2 Q 8 9 B B 2 Q > D 2 J 9 2 3 J B = N 2 K / = 3 N = 3 K D = B ? U 2 S / 3 > / 3 K = 2 N N = A 3 K K < 9 F = 8 9 D > D / J Q 2 1 9 K G D 9 > A B 2 K / = 3 2 3 J P G = 3 0 B / 3 9 = F K / R / ; 2 0 ， K / = 3 N 2 B N A B 2 K / = 3 K < 9 Q K D 2 K 9 > G = 1 D 9 2 Q = 3 2 P B 9 O = B K 2 > 9 N 2 B / P D 2 K / = 32 3 J D 9 2 N K / O 9F = 8 9 D = F K / R / ; 2 K / = 3 K = / R F B 9 R 9 3 K D 9 2 B K / R 9 2 A K = N = 3 K D = B = 1 D 9 2 N K / O 9 = 8 9 D 2 3 JO = B K 2 9 / Q Q A 9 Q K 9 J ? M K < 2 Q O 9 D / R = D K 2 3 K Q / 3 / 1 / N 2 K / = 3 1 = D A 2 B / K / R 0 F > > > G F > T G ， D = O 9 R 9 3 K = 1 9 B 9 N K D / N 9 3 9 D D 9 J A N K / = 3= 1 9 3 9 D B = Q Q 2 3 J B 2 P = A D 0 Q 2 O / 3 = 1 = 9 D 2 K = D Q ? F > G > G > F ： ； ； ； < 1 2 $ 3 2 D 9 2 = 8 9 D D / J D 9 2 N K / O 9F = 8 9 D 2 3 J O = B K 2 9 N = R P / 3 9 J N = 3 K D = B = K / R / ; 2 K / = 3 %8 F > > F
电力系统无功、电压调整与控制技术综述
电力系统无功、电压调整与控制技术综述摘要文中针对近年来国内外典型的电压/无功控制策略进行总结与评述，如九区图法、五区图法和模糊控制、专家系统、神经网络等智能优化控制方法等。
另外对无功电压就地控制等方法进行介绍。
全面分析比较了其设计思想、调节判据及各自的优缺点；并结合电力系统通信、电压稳定性、自动电压控制技术的最新发展，就电压无功控制最新成果进行了综述；最后对未来电压无功控制在电网运行中有待于研究的问题提出了几点展望。
关键词：无功，智能优化，综述，展望0 引言保证频率和电压的稳定是电力系统最基本的控制目标。
电压是衡量电能质量的重要技术指标，对电力系统的安全经济运行、保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全和寿命具有重要影响。
19世纪70、80年代法国、美国、瑞典、巴西、日本等国家相继发生电压崩溃性事故，这些以电压崩溃特征的电网瓦解事故每次均带来巨大的经济损失，同时也引起了社会的极大混乱。
而电压崩溃是由系统运行中的电压偏移未能良好的进行调整演变而成。
任何电压偏移都会带来经济和安全方面的不利影响，例如：用电设备工作在额定电压以外的电压情况下效率会下降；电压过高会大大缩短白炽灯一类照明设备的寿命，并且对设备的绝缘产生不利的影响；电压过低会严重影响异步电动机的工作性能，由此工业产品中会产生大量的次品废品，甚至会损坏电动机。
当系统出现故障时，电压会降低，如果不及时地采用合理有效的措施对电压进行调整，就会引起电压崩溃进而电网瓦解等重大灾难性事故。
因此，电压调整是保证电网安全可靠运行的重要方面之一。
保证用户处的电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。
由于高压输电系统具有X/R高比值的特点，频率/有功功率和电压/无功功率通常可以解耦来考虑。
对于大区电网和省网，对于频率/有功功率控制采用自动发电控制(AGC)，对于电压/无功功率则采用自动电压控制(A VC)。
但对于大多数地区电网调度而言，电网频率控制一般不作为其主要职责，而电压/无功控制(VQC)则作为其主要任务而倍受重视。
变电站无功与电压的综合控制与调节
功率 电源不足 ， 则反映为系统运行 电压水平 偏低 。因此 ， 该 力求 实 现 在 额 定 电压 下 的 应
系统 无功功 率 平 衡 ， 根据 这 个 要求 来 装 设 必 要 的无功 功率补偿 装 置 。
的是 ， 变压器 分 接头 的变 化不 仅 对 电压 有影 响 ， 对无 功也 有一定 的影 响 ， 而且 同样 电容器
・
配电网无功优化补偿 ： 在实际运行中， 使
４ ・ ８
用无功 自动补偿装置进行就地补偿 ， 可以在 实 现减少 线损 的 同时 ， 电压 质 量 起 到 一定 对 的改善作 用 。但是 ， 践证 明 由于 配 变 负 荷 实 变化大 ， 带来电压波动也大 ， 往往单纯依靠无
功 补偿并 不 能很 好地 解 决 电压质 量 问题 ， 因 此 采取 以无 功 和 电压作 为二 元 的控 制 变 量 ， 以“ 区图” 为基 本 的控 制算 法 ， 行 自动 九 作 进 跟 踪补偿 和 自动 调压 相 配 合 的措 施 ， 可实 现 进一 步改善 电能质量 的 目的。为 了使 电 压 Ｕ 与无 功 Ｑ达 到所 需 的值 ， 通过 改 变有 载 配 电 变 压器 、 接开 关 档 位 和投 切 电容 器组 来 改 分 变 配电系统 的 Ｕ和 Ｑ 。 运行控 制 区域见 图 １、 ２ 图
变 电站无功与电压的综合控制与调节
焦 化 厂
摘
邱 新兵
要
变电站下 带的电力负荷如 电动机 、 变压器等 ， 大部分属于感性负荷 ， 在运行过程 中需 向这些
设备提供 相应 的无功功率 。在变电站安装并联电容器等无功 补偿 装置并通过合 理的控制 和调 节可 以补偿感性 电抗所消耗的无功功率 ， 由于无功 补偿 减少 了无功功 率在电 网中 的流动 ， 因此 可以有效 降低线路和变压器因输送无 功功率造 成的 电能损耗 ， 同时还 可 以起 到稳定 电网 电压
简述电压无功综合控制的基本原理
简述电压无功综合控制的基本原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!电压无功综合控制的基本原理电压无功综合控制是电力系统中重要的控制策略，旨在调节系统的无功功率，以维持稳定的电压水平和提高系统的功率因数。
VQC简介
VQC－II型电压无功综合控制装置一、概述VQC－II型电压无功综合控制装置是对有载调压变压器分接头切换和并联电容器投切进行综合优化自动控制的通用设备。
它适用于电力系统中各种类型、各种运行方式的变电站。
该装置由控制器。
打印机和自动控制屏组成，采用微机及数字信号处理技术。
具有智能化程度高，功能强，性能稳定，抗干扰性强，运行可靠、操作简便和维护方便等特点。
（－）该产品的特点该产品具有现场任意修改限值及失电后不丢失编程数据和限值数据等功能。
在主变压器和电容器故障继电保护动作时通过硬件电路进行闭锁，并解决了变压器有载调压开关经常发生连调的问题。
采用此装置的变电站电压合格率较手动方式提高10～20％，节能效果明显，技术经济效益显著，其技术在国内处于先进水平。
（二）产品的性能指标经能源部电力设备及仪表质量检验中心检验，试验结果达到研制技术条件及有关行业标准所规定的指标，产品合格。
（三）实际运行情况实际挂网运行五台，其中最长的已运行一年零5个月，性能稳定，工作可靠，动作正确，已投入批量生产。
二、主要动能1．同时对1－2台有载调压变压器分接头及2X（l～6）组并联电容器组投切进行自动控制。
2．电压限值方式可选为曲线方式或计算方式（根据实时负荷逆调压）。
3．电压、无功限值方式可选为：（1）电压限值条件①按给定电压曲线「U L=f（t）」。
②按给定有功负荷实时计算［U L=f（P）」（2）无功限值条件：①按给定无功曲线［Q L=f（t）］②按当地优化计算「－0． 65 Q C～＋0．65 Q C］Q C为每组电容器容量4．限值存储按每日48段由键盘以十进制写入内存。
5．对三卷变压器，具有中、低压母线电压、实行综合控制功能。
6．当电容器为两组及以上时，具有循环投切或按给定顺序投切功能。
7．打印功能：（1）开机复位和自恢复动作时间打印时间，主要芯片检查结果。
（2）请求打印带时段的Q F、U a、U L限值预整定表。
（3）有载调压开关和电容器组开关动作总次数。
VQC功能介绍(电力系统自动电压、无功控制系统)
VQC软件功能介绍之答禄夫天创作1．概述Sesa电压无功综合控制系统适用于电力系统中35kv～220kv变电站自动化系统，可根据电网要求对有载调压变压器分接头及并联电容器组进行最优控制，从而提高电压合格率降低线损，使电网在满足供电质量的条件下最经济地运行。
系统采取PC工控机/工控工作站作为硬件平台，PC工控机/工控工作站具有全封闭正压结构、防震、防尘、防电磁干扰等特点。
硬件按功能采取模块化设计，配置合理，因而具有很高的可靠性。
系统采取windows操纵系统，SQLServer2000数据库作为软件平台。
向用户提供最优的人机界面。
通过键盘和鼠标操纵，全中文显示，尺度windows界面，用户能够方便地进行操纵和参数整定，还可以通过液晶显示器实时显示变电站主接线图，便于用户掌握变电站运行情况，及时发现问题并加以处理，确保系统正常运行。
2．主要功能a)本装置可控制1～3台有载调压变压器和3x 2组电容器。
b)控制方式可根据需要采取先进的十七区图控制战略或九区图控制战略，可单独控制变压器分接头或电容器，也可以进行综合优化控制。
c)可根据变电站高低压侧断路器状态和母联开关位置自动识别运行方式。
d)据据所需的无功抵偿量，选择适当的电容器组进行投切，对不克不及介入投切或故障的电容器可以单独予以闭锁。
e)从检测到被控参数越限到发出控制命令有一定的延时，必须连续落在同一区域才执行相应得战略，延时时间可整定。
f)变压器调档或电容器投切两次动作之间有一定的时间间隔，间隔时间可整定。
a 电压无功综合控制，根据主变母线电压负荷以及无功功率的大小综合控制。
以电压优先为原则，执行相应的控制战略。
(方法一)b电压自动调节，根据母线电压自动调节主变档位，使母线电压始终处于规定范围之内。
电压限值可灵活设定。
(方法二) c无功自动抵偿，根据无功功率的大小自动控制并联电容器组的投切，使整个电网的无功功率维持在期望的功率范围附近。
无功限值方式可可灵活设定。
电力系统电压调整与无功控制
电力系统电压调整与无功控制摘要：电力系统无功优化与电压控制对于实现整个电网的安全稳定经济运行、降低电网损耗以及保证电压质量都具有十分重要的意义。
其中，无功优化控制的核心是实现无功优化的方式方法，它对无功优化的质量和速度起着决定性的作用。
本论文主要结合无功电压优化的意义，来讨论和分析电力系统无功优化与电压控制的方法，希望能够给广大相关工作者有所帮助。
关键词：电力系统；无功优化；电压控制1 引言在生产过程中，如何实现电力系统的无功优化与电压控制，是本论文主要的研究课题。
首先，要明确无功优化与电压控制的关系。
衡量电能质量的指标中，频率和电压是最基本，同时也是最重要的。
电压与无功功率平衡密切相关，而频率则和系统中的有功功率平衡相关。
只有满足额定电压和额定频率下的功率平衡，才能更好地保障电能的稳定和质量。
此外，还需要有适当的电源配置，根据实际情况对设备进行设置和调整，才能保证电能的高效性。
2 电力系统无功电压管理与控制的意义电力系统无功电压管理与控制是提升电力系统稳定性、提高电压合格率以及降低线损的重要途径。
电压质量的好坏与系统无功分布的合理性，直接关系到整个电力系统的经济运行与安全稳定。
如果无功不足，会使得整个电力系统的电压下降，无法充分利用各个用电设施，严重的甚至会导致整个系统电压水平下降，而电力系统受到的影响过大，则会导致电压低于临界的电压，导致电压崩溃的情况，最终会因为电力系统失去同步并瓦解，最终引发灾难性的事故。
反之，无功过剩也会引发电压过高的情况，导致设施与系统的安全受到影响，使得电压情况进一步恶化，造成巨大的经济损失。
所以，科学合理地进行无功电压管理，进一步提升优化管理控制水平，不但可以有效保障电压质量，提升电压合格率，同时可以进一步降低线损，提升整个电力系统运行的经济性、安全性以及稳定性。
3 电力系统电压调整的措施3.1中心调压中心调压的措施是利用中心变电站或者是区域性电厂进行调压，主要用在短线路的电网中，能够将发电机一端的电压调节在额定值上下10%范围内，有效保障发电机能够正常出力。
电压无功综合控制
浅谈电压无功综合控制【摘要】本文对配电网中无功补偿并联电容器组投切时间进行理论分析，在理论分析的基础上，采用后台计算机的监控系统中实现的电压无功综合控制方法，分析了无功控制（vqc）原理，给出了相应的调节策略，从而减少了电容器组投切时所引起的涌流和过电压，延长了电容器组的寿命，保证了变电站用户端的电压接近额定值，对提高全网电压质量有着现实重要意义。
【关键词】低压无功补偿装置，电容器组，投切，电压无功控制，变电站自动化1.低压无功补偿装置简介低压无功补偿装置是一种由单片机控制，实时监测电力系统无功功率和电压并跟踪系统无功功率的大小，采用无触点大容量半导体器件投切并联电容器组的无功功率补偿装置，它主要由控制器、晶闸管、触发电路、自愈式低压并联电容器及附件组成。
该装置很好的解决了机械触点式补偿投切装置的冲击电流大，而引起的过电流、过电压等易损等弊病。
该装置因响应快、动态性能好，所以能够实现对快速变化的无功进行跟踪补偿。
该装置具备完善的显示控制保护功能。
根据需要可显示功率因数、系统电压、负载电流、无功功率等值。
并可实时在线设置各种参数。
具有过压、自动切除、延时值可调功能。
2. 电容器组投切的理论分析电容器无功补偿装置大都采用机械式交流接触器，并沿用至今。
但由于接触器三相触头不能分别操作，无法选择最合适的相位投入，导致电容器两端电压突变而产生很大的冲击电流，限制了一次投入的电容值，不得不分几次投入。
采用过零投入电容器组，能大大降低涌流和过电压，提高补偿的准确性和快速性。
3. 变电站电压无功控制在以上的理论基础上，自行开发的变电站实时数据库管理系统的基础上，提出了一种新的电压无功控制（vqc）调节方法，并已在当地计算机后台监控系统中实现。
变电站采用改变分接头档位和投切电容器组来改变本站点的电压和无功。
以一台变压器为例来分析各种情况下的电压与无功调节方式。
电压（u）取值于主变的低压侧对应的母线电压，无功（q）取值于主变的低压侧无功。
无功和电压综合控制
无功和电压综合控制一．引言在电网中，除了存在有功功率外，还存在着无功功率。
无功功率对于供电质量和效率有着极其重要的影响。
1．无功功率与电网电压密切相关从负荷的无功功率、电压特性可知，要维持系统电压的稳定，就必须使系统中的无功功率保持平衡，即系统中的无功电源可发出的无功功率应大于或等于系统负荷所需的无功功率和电网中的无功损耗。
如果系统中无功功率过大，系统电压会偏高，如果无功功率短缺，将会使系统电压下降，极端情况下，某些枢纽母线电压运行在临界值之下时，电压下降使负荷消耗无功功率增加，使无功缺额进一步增加，电压进一步下降，最终枢纽母线电压大幅下降而产生“电压崩溃”现象。
电压崩溃后造成大面积停电或系统解列，发生严重事故。
2．无功功率与网损密切相关功率因数可以直观的反映出系统经济运行的情况。
当功率因数水平低下，网损将十分大。
提高功率因数对降低电能损耗，、提高经济效益具有十分重要的作用。
如果功率因数从0.85提高到0.95，那么电网的有功负载损耗降低百分率为19.94％。
从降低网损的角度上讲，进行地区电网的无功优化可有效降低网损，如果全国平均线损率能下降1％，每年就可以减少数十亿度的电能损耗，这对于我国并不十分充足的电力，其经济效益是非常可观的。
3．现代电力系统中与无功功率相关的新问题现代电网规模的日益扩大，电力系统的稳定问题日益突出；电力电子设备的广泛应用，使得供电系统中增加了大量的非线性负载，对供电系统产生了很大影响；电弧炉、大型轧钢机、电力机车、大型半导体变流装置等冲击性、波动性负载大量使用。
都使得传统的调相机等无功电源以不能满足现代电力系统对无功和电压控制的要求。
4．无功与电压综合控制无功功率与电压密切相关，对于电压和功率必须采用综合控制才能取得较好的效果。
随着电网的不断发展，电网结构日趋复杂，无功调节手段的数目日益增多，用户对电能质量的要求也日益提高。
为了保证电能质量，提高电网的电压合格率和尽量降低电力系统的网络损耗，应增强对电压无功的调控能力。
电力系统的无功与电压控制
——而不是某个负荷点——以控制系统主干网的节
２００９年第１２期９＝ｌＺＺ舞ｔ
７１
万方数据
ＰＥ电力电予
２．２无功损耗 前面分析指出，系统中的储能元件在某一时段 把从电源吸收的能量储存起来，而在另一时段将储 存的能量向电源和负载释放，实现能量的交换。这 个过程虽然不消耗功率，但无功功率的存在会增加 系统中流过的电流，从而增加了能量传递途中的损 耗，这种损耗被称之为无功损耗。下面就系统中最 常见的异步电动机和变压器，简要介绍一下它们的 无功损耗情况。
（２）电厂侧ＡＶＣ的二级控制方案 本文阐述的ＡＶＣ控制系统，以电厂侧的高压母 线电压为控制对象，采用电厂内各机组间无功合理 分配为控制策略，实现受控节点的电压稳定。系统 的整体由上位管理机＋下位机构成。图４为系统的构 成示意，下面具体阐述系统各环节测模块 该模块以系统一次单线图为基础，动态刷新系 统的运行参数，如潮流、母线电压以及各断路器、 隔离刀闸的实时运行位置等。 （ｃ）控制执行模块 本模块为ＡＶＣ的核心控制模块，从上面的阐述 可知，ＡＶＣ控制实际是一个电压、无功的双闭环控 制系统，其中无功控制环是核心所在。首先，根据
４
４．１
—０．８５ 。０．８
・Ｏ．７５
－０．７
／
—０．６５ —０．６ 一‘１．５５ ‘０．５
１
ｒＱ
图１异步电动机的Ｑ－ｖ静特性
变压器的无功损耗分励磁损耗和绕组漏抗损耗 两部分。励磁损耗大致与电压的平方成正比；而在 通过变压器的视在功率不变时，漏抗损耗与电压平 方成反比。对于多电压等级的网络，变压器的无功 损耗是相当可观的。表１给出了一个五级变电网的 变压器无功损耗典型计算值…。
表２
序号
ｌ ２ ３ ４
５
ＪＬ
电压无功综合控制及实施方案
电压无功综合控制及实施方案作者：李娟李康来源：《科学与财富》2011年第05期电压是电力系统电能质量的重要指标之一，而系统的无功平衡是保证电压质量的重要条件；系统中各种无功电源的无功出力应满足系统所有负荷和网络损耗的需求，否则电压就会偏离额定值。
当电压偏低时，系统中的功率损耗和能量损耗加大，电压过低时，还可能危及系统运行的稳定性，甚至引起电压崩溃；而电压过高时，各种电气设备的绝缘可能受到损害，通过合理调节电压和投退无功补偿设备就能使我们的电能质量得到保证，达到稳定运行的标准和满足用户的要求。
我们知道电力系统中异步电动机占系统负荷的很大部分（特别是无功负荷），所以电力系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定；以电压作为横坐标轴，无功功率作为纵坐标轴，可以画出异步电动机的静特性曲线（图1）。
图中a表示电动机的实际负荷同它的额定负荷之比，即受载系数。
在电力系统运行中，电源的无功功率（即无功电源）在任何时刻都同负荷的无功功率和网络的无功损耗之和（及总的无功负载）相等，也就是说无论何时电网中的无功总是平衡的，问题在于无功功率的这种平衡是在什么样的电压水平下实现的。
系统总的无功电源包括发电机的无功功率和各种无功补偿设备的无功功率，同样，我们以电压作为横轴，无功功率作为纵轴，可作得无功电源与电压的关系曲线如图2中曲线1，3，是一条向下开口的抛物线，而负荷的无功电压曲线如曲线2，4。
如果此时系统的无功功率是平衡的（没有无功缺额），那么曲线1与曲线2的交点a，即为额定电压下的无功平衡点，对应的电压Ua就是额定电压Ue。
当负荷增加时，负荷的无功——电压特性如曲线4，如果此时系统的无功电源没有相应的增加，电源的电压——无功特性曲线仍为曲线1，这时曲线1与曲线4的交点a′就代表了新的无功平衡点，并由此决定了负荷电压为Ua′，显然Ua′＜Ue，这说明负荷增加后，系统的无功总电源已不能满足在额定电压Ue下无功平衡的需要，因此，只好降低电压运行，以取得在较低电压Ua′下的无功功率平衡。
DS5系列电压无功综合控制操作规程
DS5系列电压无功综合控制操作规程一、概述DS5系列变电站电压无功综合控制装置，适用于220kv及以下变电站、配电所和无主变35kv以下三相交流电力系统中，通过对变压器有载调压分接头的自动调节和对补偿母线上的电容器组的自动跟踪投切来实现对变电站电压和无功综合控制，并能实现多档位自动调压和谐波测量功能。
每组电容器均配置专用微机保护单元、电容器组投切专用真空开关。
装置主要是由隔离接地开关、电容器组投切真空开关、高压并联电容器、熔断器、串联电抗器、接地开关、放电线圈、避雷器、电压无功综合控制器、电容器组微机保护单元等主体部分和柜体、一次及二次连线等辅助部分组成。
二、技术参数1.型号说明2.技术参数控制电源：AC220V 允许偏差：-10%~+7%DC220V 允许偏差：-5%~+5%纹波系数：≤5%系统标称电压：35kv、10kv、6kv、3kv等容分组数：5组不等容分组数：4组×2（配置DSK5030控制器）不等容分组数：3组（或2组）×2（配置DSK5020控制器）装置各回路对地绝缘电阻：≥100MΩ抗干扰性能：能够承受频率为1MHZ电压幅值共模2500V，差模1000V的衰减振荡波脉冲干扰三、使用环境条件环境温度：-15℃~+40℃贮藏温度：-35℃~+85℃相对湿度：≤90%大气压力：80kpa~110kpa海拔高度：≤2000m风速：≤30m/s使用地点：周围介质无易燃易爆危险物，不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸气及有严重的霉菌存在；安装地点无剧烈运动和冲击，应具有防御雨、雪、风、沙德设施。
四、控制器的操作使用屏幕显示器：用汉字和图形方式显示各种信息，屏幕内的绿色背景光保证在黑暗环境下也可以清晰显示。
对比度按钮：用十字螺丝刀可以旋转旋钮来改变显示屏幕的对比度。
“电源”指示灯：电源正常则电源指示灯亮。
“运行”指示灯：程序运行正常则运行指示灯闪烁，指示灯每秒闪一次。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统无功电压综合控制
【摘要】本文通过对无功功率对用户和电力系统安全稳定电能质量经济运行至关重要性；电力系统无功电源及无功补偿原则；电压--无功调节实现方法、实现方式和控制调整策略及泉州地区无功电压调整和控制分析。
泉州地区的电压无功控制采用ACV智能控制系统，此系统可对电压、功率因数和网损进行优化控制。
【关键词】无功电压无功电源VQC A VC调整方法调整策略
无功功率对用户和电力系统安全稳定、电能质量和经济运行至关重要。
从电力系统潮流计算和电力系统综合负荷电压静态特性得知，电压与无功功率密切关系。
无功功率不足系统电压将下降，反之将上升。
过高电压和过低电压将影响到用户和电力系统本身的正常工作。
电压过高，用户的用电设备的绝缘将受到威胁；电压过低，用户的电器设备的正常工作受到影响。
特别是电动机负荷，电压过低，电动机的转矩将成平方级的下降，正在运行的电动机可能停转，带重负荷的电动机可能起动不了，严重影响到用电设备的正常工作。
对于电力系统本身，电压过低除了影响到电力系统的发电厂辅机正常工作外，还影响到电力系统电压的稳定问题。
故电力系统电压保持在质量范围里至关重要。
1.电力系统无功电源及无功补偿原则
1.1电力系统无功电源
电力系统无功电源有同步发电机、电力电容器、同步调相机、静止补偿器及电力线路。
发电机通过改变励磁电流改变发电机无功的输出。
根据发电机P Q曲线图得知，同步发电机要多发无功功率，势必要少发有功功率。
对于小电力系统或孤立运行的电力系统的调压很有效，对大电力系统一般只作为辅助的调压措施。
电力电容器并网只能发出无功，不能吸收无功，调压是有级的，但它价廉实用，它广泛应用于电力系统变电站母线的调压和负荷侧的调压。
同步调相机也是靠改变其励磁电流为过励或欠励来改变输出或吸收无功大小，它既能发出无功又能吸收无功，调压是连续的，但旋转的无功补偿设备需要大量的维护，故应用较少。
静止补偿器是对电力电容器的改进，它可通过可控的电抗元件来调节无功功率，它既能发出无功又能吸收无功，调压也是连续的，它是新型的无功功率补偿设备，补偿成本较高，主要是设备贵重，目前泉州供电公司有两个变电站采用此无功补偿设备。
1.2电力系统无功补偿原则
电力系统无功功率补偿原则是分层分区就地平衡。
对于220kV以上电网是分层平衡，对于110kV以下是分区就地平衡。
从潮流计算或从功率损耗计算可知，电力系统无功功率不远距离输送，远距离输送将增加有功损耗。
2.电压--无功调节实现方法、实现方式和控制调整策略
2.1电压和无功功率综合自动化调节的实现方法
（1）采用硬件装置实现就地VQC调节的实现方法
它是通过对本地变压器和无功补偿装置的运行数据采用，再经过控制和逻辑运算实现电压和无功自动调节。
但做不到与变压器的就地监控装置共享软硬件资源，无法采样多的变压器的各种信息为其服务。
一般用于电网结构不太合理，自动化水平不高的电网的变电站内。
（2）采用软件VQC的实现方法，利用监控主机上现成的遥测、信息，遥信，通过运行控制算法软件，用软件模块控制方法来实现电压无功自动调节。
还可以通过调度中心实施全网的电压与无功的综合在线控制。
它适合于电网结构合理，自动化水平较高的综合自动化变电站内。
不需要装设电压—无功调整的专门的硬件设备。
（3）采用A VC地区电网无功——电压优化控制系统，它用PAS拓扑模型自动生成监控点，实现随机检测电压监测点的控制、功率因数和网损优化控制。
A VC是目前地区电网无功——电压控制最好的一套系统。
2.2电压—无功综合控制的方式
（1）厂站VQC电压—无功综合控制的方式
各变电站装一个VQC设备，采集变电站母线电压、无功功率、变压器分接头位置、电容器开关状态量等，通过分析变压器分接头开关和电容器开关进行自动控制，实现就地无功优化补偿和电压控制。
就地控制不能对全网优化平衡，电压调节和电容器投切次数也过多。
（2）区域VQC电压—无功综合控制的方式
它建立在主站的一种软件VQC系统：电网电压无功集中控制系统，是一种集中控制模式。
它从调度SCADA系统主站获各厂站送来的各母线节点的Q U等遥测、遥信量进行分析计算，从而对全网各节点的Q U 的分布做出优化策略，形成有载调压变压器分接开关调节指令、电容器投切指令及相关控制信息，将控制信息交给SCADA系统通过遥控、遥调执行调节。
是系统实现调度以各节点状态满足一定的约束条件（如电压）为前提的，全网电能损耗为最小为目标的一种最优化的控制方式。
（3）采用A VC地区电网无功——电压优化控制系统，它对SCADA采集的数据进行滤波处理，即滤去电压无功的扰动。
它用PAS拓扑模型自动生成监控点，实现随机检测电压监测点的控制、功率因数和网损优化控制。
A VC是目前地区电网无功——电压控制系统最好的一种，它是智能控制系统。
2.3无功——电压的控制策略
电压整不外是调整变压器分接头、无功补偿设备投退，而功率因数的调整是对无功补偿设备投退。
VQC无功——电压控制策略有九区图、十七区图。
九区图控制策略主要是各临近区有盲点，十七区图控制策略是对九区图控制策略进行了改进，但他们无法实现最优化控制。
A VC地区电网无功——电压优化控制系统根据负荷曲线，解决了电压、功率因数和网损的优化控制。
3.泉州地区无功电压的控制
本地区以前采用VQC控制软件系统，目前采用IES600控制系统的A VC电压无功控制系统。
A VC系统能实现电压、功率因数、网损优化控制，能实现上下级厂站协调调压。
A VC其控制策略是根据负荷变化曲线投切电力电容器和调整变压器分接头来调整电压和功率因数，通过电压和功率因数优先自动提出优化网损控制策略。
本地区无功配置是根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》规定按主变压器容量的15%～30%配置。
根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》第7.2 110（66）kV变电站的单台主变压器容量为40MV A 及以上时，每台主变压器配置不少于两组的容性无功补偿装置，每台主变压器配置不少于两组的容性无功补偿装置。
当在主变压器的同一电压等级侧配置两组容性无功补偿装置时，其容量宜按无功容量的1/3和2/3进行配置；当主变压器中、低压侧均配有容性无功补偿装置时，每组容性无功补偿装置的容量宜一致。
根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》第7.3 在满足4.5条要求的情况下，110（66）kV变电站容性无功补偿装置的单组容量不应大于6Mvar。
每台主变按无功容量的1/3和2/3进行配置，可提高电容器利用率，提高功率因数，降低线损。
根据以上配置，2014年地区电网年最大运行方式、汛大及汛小时的网供功率因数可达0.96以上，最大运行110kV系统电压为118.4kV，最为110.3kV。
汛大运行方式110kV系统电压最高为120.6kV，最低为112.2kV。
汛小运行方式110kV系统电压最高为123.8kV，最低为112.5kV。
220kV、110kV和10kV母线电压大部分满足电压质量要求，但也有个别监测点电压很难满足电压最优质量要求。
IES600系统A VC电压无功控制是智能控制系统，在泉州地区电网正常运行和电能质量发挥重要作用，但运用时存在闭锁信号自动解锁问题，还需要优化完善控制参数及控制策略。
4.结论
无功功率对用户和电力系统安全稳定电能质量经济运行至关重要。
电压主要与无功功率有关，无功电源有发电机、调相机、电力电容器和静止补偿器。
电压质量、功率因数和网损是电网运行的重要指标。
VQC无功——电压控制系统只能对电压及功率因数的控制。
A VC无功——电压优化控制系统是智能控制系统，它可以控制电压、功率因数和网损，并实现电压、功率因数优化优先控制。
参考文献：
[1]电网监控与调度自动化（第四版），张永健，2013年
[2]福建省泉州地区电网年度运行方式
[3]电力系统分析（第二版），李梅兰卢文鹏主编2013。