專利名稱：基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電能質(zhì)量控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置。
背景技術(shù)：
變電站電壓無功綜合控制(VQC)系統(tǒng)是電力部門電能質(zhì)量管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容， 它對(duì)于提高電壓質(zhì)量、維持無功平衡、減小網(wǎng)損有著重要的意義，目前新建變電站都要求裝備VQC裝置，通過該裝置來實(shí)現(xiàn)主變壓器分接頭調(diào)節(jié)和無功補(bǔ)償電容器組的投切操作，目前的變電站電壓無功綜合控制器的控制原理都是采用傳統(tǒng)的九區(qū)圖控制策略，這在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)兩種意外情況，第一種是短期負(fù)荷干擾引起的頻繁調(diào)節(jié)和投切振蕩問題，第二種是上下級(jí)之間的控制策略配合不合理造成的連續(xù)多次調(diào)節(jié)和投切問題，目前在解決由短期負(fù)荷干擾引起的頻繁調(diào)節(jié)和投切振蕩問題上沒有好的辦法，只是簡單的采用人為設(shè)定動(dòng)作延時(shí)的辦法(即分別設(shè)定主變分接頭調(diào)整延時(shí)和無功補(bǔ)償電容器組投切延時(shí))，但這會(huì)帶來很多問題，(1)延時(shí)設(shè)置過短只能起到保證電網(wǎng)出現(xiàn)故障情況下，裝置躲過故障時(shí)間不誤動(dòng)作，而在出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定延時(shí)的較短負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，控制裝置不能躲過；( 延時(shí)設(shè)置過長雖能起到裝置躲過持續(xù)時(shí)間較短負(fù)荷波動(dòng)的效果，但對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行不利，甚至能引起一些特殊供電負(fù)荷不能正常工作(如軋機(jī)、電鐵、電弧爐等)。因此，通過簡單的設(shè)置延時(shí)的辦法來防止出現(xiàn)投切振蕩和調(diào)節(jié)頻繁的現(xiàn)象是不科學(xué)的，達(dá)不到預(yù)期的效果。到目前為止，在變電站的電壓無功綜合控制裝置中通過設(shè)置動(dòng)作延時(shí)的辦法來防止出現(xiàn)投切振蕩和調(diào)節(jié)頻繁問題達(dá)不到預(yù)期效果。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為解決變電站主變分接頭調(diào)節(jié)頻繁和電容投切振蕩問題， 提出了一種基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置，該控制裝置將傳統(tǒng)的九區(qū)圖控制方法和短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果相結(jié)合，用于消除短期干擾負(fù)荷引起的主變分接頭調(diào)節(jié)和電容投切振蕩問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置，它包括CPU電路板，CPU 電路板與開入開出電路雙向通信；同時(shí)CPU電路板輸入端與模擬信號(hào)輸入電路板連接， CPU電路板輸出端與轉(zhuǎn)接電路板連接，轉(zhuǎn)接電路板與顯示裝置連接，同時(shí)開關(guān)電源電路板為各電路板供電。所述顯示裝置為液晶顯示電路板。本實(shí)用新型包括CPU電路板、開入開出電路板、模擬信號(hào)輸入電路板、開關(guān)電源電路板、液晶顯示電路板、轉(zhuǎn)接電路板，其中CPU電路板負(fù)責(zé)執(zhí)行基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制的所有運(yùn)算、判斷和數(shù)據(jù)記錄功能，開入開出電路板用于將主變分接頭的檔位信息和開關(guān)狀態(tài)信息提供給CPU電路，同時(shí)將CPU發(fā)出的指令信息傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，模擬信號(hào)輸入電路板用于將電壓、電流互感器輸出的強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為CPU電路所需的弱電信號(hào)，液晶顯示電路板為現(xiàn)場(chǎng)人員提供操作界面和數(shù)據(jù)顯示、狀態(tài)觀測(cè)窗口，開關(guān)電源電路板負(fù)責(zé)為CPU電路板、開入開出電路板、液晶顯示電路板提供士5V、12V、24V工作電源，轉(zhuǎn)接電路板進(jìn)行各個(gè)電路板之間的信號(hào)轉(zhuǎn)接。本實(shí)用新型的工作方法為該控制裝置分時(shí)段記錄變電站無功功率、電壓、主變分接頭檔位和電容器投切信息，同時(shí)進(jìn)行電壓無功越限情況判斷，在變電站電壓無功都在設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)，不進(jìn)行主變分接頭調(diào)節(jié)和電容器組投切操作，當(dāng)出現(xiàn)電壓或無功中的一項(xiàng)或兩項(xiàng)越限時(shí)，調(diào)用記錄的以往的無功功率和電壓數(shù)據(jù)信息，利用短期負(fù)荷預(yù)測(cè)理論，判斷出該負(fù)荷波動(dòng)是持續(xù)時(shí)間很短的短期負(fù)荷波動(dòng)還是持續(xù)時(shí)間較長的負(fù)荷變化，若判斷為變化時(shí)間很短的短期負(fù)荷波動(dòng)則不執(zhí)行調(diào)節(jié)操作，若判斷為會(huì)引起主變分接頭調(diào)節(jié)或投切振蕩的負(fù)荷波動(dòng)，則進(jìn)行能夠躲過該分接頭調(diào)節(jié)或投切振蕩的延時(shí)后再啟動(dòng)九區(qū)圖控制策略進(jìn)行電壓無功調(diào)節(jié)判斷，若判斷為變化時(shí)間較長且短期內(nèi)不會(huì)引起調(diào)節(jié)振蕩的負(fù)荷波動(dòng)， 則直接啟動(dòng)九區(qū)圖控制策略進(jìn)行電壓無功調(diào)節(jié)判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果決定執(zhí)行調(diào)整分接頭或投切電容操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置具有以下特點(diǎn)1、本實(shí)用新型的基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置將傳統(tǒng)的電壓無功九區(qū)圖控制策略與短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果相結(jié)合，以九區(qū)圖控制策略為動(dòng)作主判據(jù)，以短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果作為動(dòng)作的輔助判據(jù)。2、本實(shí)用新型的基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置可以減少短期負(fù)荷波動(dòng)引起的變電站的主變分接頭調(diào)節(jié)頻繁、電容器組投切振蕩問題。3、本實(shí)用新型的基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置可以分時(shí)段記錄變電站的無功負(fù)荷和電壓等數(shù)據(jù)，并以數(shù)據(jù)文件形式予以保存，便于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)使用和數(shù)據(jù)查詢。

附圖1為本實(shí)用新型的基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置的控制原理框圖；附圖2為本實(shí)用新型的基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置的硬件電路結(jié)構(gòu)圖。其中，1.CPU電路板，2.開入開出電路板，3.模擬信號(hào)輸入電路板，4.開關(guān)電源電路板，5.液晶顯示電路板，6.轉(zhuǎn)接電路板。
具體實(shí)施方式
如圖2示它主要由CPU電路板1、開入開出電路板2、模擬信號(hào)輸入電路板3、開關(guān)電源電路板4、液晶顯示電路板5、轉(zhuǎn)接電路板6，六個(gè)電路板插件構(gòu)成，這六個(gè)電路板插件集中放置在一個(gè)6U工控機(jī)箱內(nèi)，其中的CPU電路板1負(fù)責(zé)進(jìn)行基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制的所有運(yùn)算、判斷和數(shù)據(jù)記錄功能，開入開出電路板2用于將主變分接頭的檔位信息和開關(guān)狀態(tài)信息提供給CPU電路，同時(shí)將CPU發(fā)出的指令信息傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，模擬信號(hào)輸入電路板3用于將電壓、電流互感器輸出的強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為CPU電路所需的弱電信號(hào)，液晶顯示電路板5為現(xiàn)場(chǎng)人員提供操作界面和數(shù)據(jù)顯示、狀態(tài)量觀測(cè)窗口，開關(guān)電源電路板4負(fù)責(zé)為CPU電路板1、開入開出電路板2、液晶顯示電路板5提供士 5V、12V、 24V工作電源，轉(zhuǎn)接電路板6進(jìn)行各個(gè)電路板之間的信號(hào)轉(zhuǎn)接。 圖1示當(dāng)基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置開機(jī)運(yùn)行后，自動(dòng)記錄當(dāng)時(shí)的電壓、無功、電容器組投切信息及主變分接頭檔位信息，以后當(dāng)電壓、無功有一定幅度變化時(shí)或檔位、投切信息有變化時(shí)自動(dòng)給予記錄，并將這些數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)文件方式給予存儲(chǔ)，當(dāng)出現(xiàn)電壓或無功實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中有一項(xiàng)或兩項(xiàng)超出設(shè)定的上、下限值時(shí)，經(jīng)過短暫的延時(shí)后(取1 2分鐘，躲過故障時(shí)電網(wǎng)電壓與無功的暫態(tài)波動(dòng))仍超出限制，則啟動(dòng)投切電容和分接頭調(diào)節(jié)判斷程序，若目前的數(shù)據(jù)量少達(dá)不到短期負(fù)荷預(yù)測(cè)所需數(shù)據(jù)時(shí)，則直接進(jìn)入九區(qū)圖控制策略動(dòng)作判斷程序，判斷出是執(zhí)行投切電容器操作或分接頭調(diào)整操作；若目前的數(shù)據(jù)量達(dá)到短期負(fù)荷預(yù)測(cè)所要求的數(shù)據(jù)量時(shí)，啟動(dòng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)判據(jù)，判斷出當(dāng)前的負(fù)荷波動(dòng)是否為短時(shí)干擾負(fù)荷，若為短期干擾負(fù)荷，則不執(zhí)行調(diào)整動(dòng)作，若判斷為是非短期負(fù)荷干擾引起，則啟動(dòng)檔位調(diào)整或投切電容操作是否振蕩判斷程序，看若進(jìn)行調(diào)整操作是否在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生振蕩現(xiàn)象(投切振蕩或分接頭調(diào)接振蕩，若發(fā)生振蕩現(xiàn)象，則進(jìn)行能躲過該振蕩的的延時(shí)處理，然后在利用九區(qū)圖控制策略進(jìn)行判斷，決定是否執(zhí)行操作；若根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果判斷為穩(wěn)定的持續(xù)時(shí)間較長的負(fù)荷變化，則執(zhí)行九區(qū)圖控制策略判斷是執(zhí)行投切電容操作或是執(zhí)行調(diào)整主變分接頭操作，并發(fā)出相應(yīng)的調(diào)整指令。
權(quán)利要求1.一種基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置，其特征是，它包括CPU電路板，CPU電路板與開入開出電路雙向通信；同時(shí)CPU電路板輸入端與模擬信號(hào)輸入電路板連接，CPU電路板輸出端與轉(zhuǎn)接電路板連接，轉(zhuǎn)接電路板與顯示裝置連接，同時(shí)開關(guān)電源電路板為各電路板供電。
2.如權(quán)利要求1所述的基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置，其特征是，所述顯示裝置為液晶顯示電路板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制裝置，它將傳統(tǒng)的九區(qū)圖控制方法和短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果相結(jié)合，用于消除短期干擾負(fù)荷引起的主變分接頭調(diào)節(jié)和電容投切振蕩問題。其CPU電路板執(zhí)行基于短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的變電站電壓無功綜合控制的所有運(yùn)算、判斷和數(shù)據(jù)記錄功能，開入開出電路板將主變分接頭的檔位信息和開關(guān)狀態(tài)信息提供給CPU，同時(shí)將CPU發(fā)出的指令信息傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，模擬信號(hào)輸入電路板將電強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為CPU電路所需的弱電信號(hào)，液晶顯示電路板為現(xiàn)場(chǎng)人員提供操作界面和數(shù)據(jù)顯示、狀態(tài)觀測(cè)窗口，轉(zhuǎn)接電路板進(jìn)行各個(gè)電路板之間的信號(hào)轉(zhuǎn)接。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201975794SQ20112003395
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者信珂, 周志勇, 楊守義, 王毅, 趙國生, 鄒振宇, 黃萍 申請(qǐng)人:山東電力工程咨詢?cè)河邢薰? 鄭州大學(xué)