一種基于模糊邊界的電壓無功控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種控制方法，具體涉及一種基于模糊邊界的電壓無功控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 控制策略（或稱控制方案、控制規(guī)則、控制原則）是變電站VQC調(diào)節(jié)的基本原則。 變電站電壓無功綜合控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的雙參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此合理的控制策略是VQC 實際投用的基本要求之一。由于變電站是電力系統(tǒng)的一個元件，其電壓水平和無功流動與 系統(tǒng)是相互影響的，因此在控制策略上VQC除必須滿足變電站調(diào)節(jié)電壓和平衡無功的需求 夕F，同時還要盡量減少有載調(diào)壓變壓器分接頭和變壓器的動作次數(shù)，另外還需服從系統(tǒng)運 行的需要。為實現(xiàn)VQC的控制目標(biāo)，早期的VQC裝置都采用基于九區(qū)圖的控制策略，控制 裝置根據(jù)電壓、無功、時間、負(fù)荷、開關(guān)信息、化TC分接頭檔位和電容器組投切開關(guān)狀態(tài)等多 因素進(jìn)行綜合判斷，根據(jù)實時數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前的運行區(qū)域，再按照一定的控制策略，閉環(huán)地控 制站內(nèi)并聯(lián)電容器組的投切W及有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)節(jié)，W最優(yōu)的控制順序和最少 的動作次數(shù)使運行點進(jìn)入到正常工作區(qū)（目標(biāo)區(qū)域），使電壓合格而無功功率盡量接近于 〇(功率因數(shù)盡量接近于1)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電壓無功控制中九區(qū)圖示意圖。
[0003] 根據(jù)電壓無功控制（VoltageQualityControl,VQC)的調(diào)控要求，應(yīng)將受控母線 (及主變低壓側(cè)母線）電壓控制在規(guī)定的電壓上下限之間，確保電壓合格；同時盡量將無功 功率（或功率因數(shù)）控制在規(guī)定的無功功率（功率因數(shù)）上下限之間；若不能使電壓、無功 功率（或功率因數(shù)）同時滿足要求，則優(yōu)先滿足電壓合格。九區(qū)圖各區(qū)域具體的控制策略 如下：
[0004] 9區(qū)；電壓、無功均合格，為不動作區(qū)（正常工作區(qū)），是VQC控制的目標(biāo)區(qū)域。
[0005] 1區(qū)；電壓越上限，無功功率（功率因數(shù)）合格，先升檔降壓至電壓合格；若分接頭 檔位已上調(diào)至最高檔，而電壓仍高于上限，則強行切除部分并聯(lián)電容器（強切電容）。
[000引 2區(qū)；電壓越上限，無功功率越上限（功率因數(shù)越下限），先升檔降壓至電壓合格， 若分接頭檔位已上調(diào)至最高檔，而電壓仍高于上限，則強行切除部分并聯(lián)電容器（強切電 容）。
[0007] 3區(qū)：電壓正常，無功功率越上限（功率因數(shù)越下限），投入并聯(lián)電容器組；若無電 容器可投，則維持。
[0008] 4區(qū)：電壓越下限，無功功率越上限（功率因數(shù)越下限），先投入并聯(lián)電容器組使無 功功率（功率因數(shù)）合格；若無電容可投或電容器投完后而電壓仍低于下限，則再降檔升壓 至電壓合格。
[0009] 5區(qū)；電壓越下限，無功功率（功率因數(shù)）合格，降檔升壓至電壓合格；若分接頭檔 位已調(diào)至最低檔，而電壓仍低于下限，則強行投入并聯(lián)電容器組（強投電容）。
[0010] 6區(qū)；電壓越下限，無功功率越下限（功率因數(shù)越上限），降檔升壓至電壓合格；若 分接頭已調(diào)至最低檔，而電壓仍低于下限，則強行投入并聯(lián)電容器組（強投電容）。
[0011] 7區(qū)：電壓合格，無功功率越下限（功率因數(shù)越上限），切除并聯(lián)電容器組；若無電 容器可切，則維持。
[0012] 8區(qū)；電壓越上限，無功功率越下限（功率因數(shù)越上限），先切除并聯(lián)電容器組；若 無電容可切或電容器組切完后而電壓仍高于上限，則再升檔降壓至電壓合格。
[0013] 九區(qū)圖控制策略不區(qū)分變電站負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性，對恒定功率負(fù)載和恒定阻抗 負(fù)載是通用的。基于九區(qū)圖控制策略的VQC在一定程度上提高了主變低壓側(cè)母線電壓的合 格率，實現(xiàn)了無功就地基本平衡，改善了變電站的功率因數(shù)和減少了電網(wǎng)的功率損耗，在一 定程度上能夠滿足變電站的運行要求。
[0014] 傳統(tǒng)九區(qū)圖的電壓調(diào)節(jié)盤踞和無功調(diào)節(jié)判據(jù)是互不相關(guān)的。電壓調(diào)節(jié)判據(jù)根據(jù)電 壓合格范圍來整定；無功調(diào)節(jié)判據(jù)是根據(jù)每組電容器的容量和無功基本平衡W及保持投切 相對穩(wěn)定原則來整定，沒有考慮到無功調(diào)節(jié)對電壓產(chǎn)生的影響。由于電壓、無功上下限都是 固定值，未充分考慮電壓、無功的相互協(xié)調(diào)關(guān)系，某些區(qū)域的控制策略不能使電壓、無功同 時滿足要求，只能使運行點進(jìn)入相鄰區(qū)域，而不能進(jìn)入9區(qū)，從而增加了受控設(shè)備的動作次 數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于模糊邊界的電壓無功控制方 法，同傳統(tǒng)的九區(qū)圖策略相比，采用模糊邊界的九區(qū)圖實現(xiàn)電壓無功控制方法在穩(wěn)定電壓 和減少分接頭調(diào)節(jié)次數(shù)的同時，并沒有增加電容器組的調(diào)節(jié)次數(shù)和降低無功功率的補償效 果。
[0016] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0017] 本發(fā)明提供一種基于模糊邊界的電壓無功控制方法，所述方法包括W下步驟：
[0018] 步驟1 ;設(shè)定電壓和電壓無功控制的模糊邊界；
[0019] 步驟2 ;將電壓無功平面劃分成九區(qū)圖；
[0020] 步驟3 ;增設(shè)防振小區(qū)，完成電壓無功控制。
[002。 所述步驟1中，電壓無功控制裝置中，電容器組的無功投切判據(jù)分別如下：
[0022] 電容器組投入判據(jù)為：
[002引
【主權(quán)項】
1. 一種基于模糊邊界的電壓無功控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟： 步驟1:設(shè)定電壓和電壓無功控制的模糊邊界； 步驟2 :將電壓無功平面劃分成九區(qū)圖； 步驟3 :增設(shè)防振小區(qū)，完成電壓無功控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊邊界的電壓無功控制方法，其特征在于：所述步驟1 中，電壓無功控制裝置中，電容器組的無功投切判據(jù)分別如下： 電容器組投入判據(jù)為：
其中，Utl為標(biāo)準(zhǔn)電壓，Ut為實時電壓，Qtl為單組電容器組容量，Qt為實時無功功率；a: 和a2均為權(quán)重系數(shù)； 1) 設(shè)Ut=UQ，Qt彡I. 5Q。時，投入單組電容器； 2) 設(shè)Ut=L05U。，Qt彡2Q。時，投入單組電容器，代入電容器組投入判據(jù)，得a1=20 / 3， a2=2 / 3 ;并增設(shè)電容器組投入輔助判據(jù)Qt彡Qtl ; 3) 設(shè)Ut=UQ，Qt彡-0. 5Q。時，切除單組電容器； 4) 設(shè)Ut=O. 95U。，Qt彡-Qtl時，切除單組電容器，代入電容器組切除判據(jù)，得a1=20， a2=-2 ; 由此無功投切判據(jù)得電壓的模糊邊界和電壓無功控制的模糊邊界。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊邊界的電壓無功控制方法，其特征在于：所述步驟2 中，根據(jù)設(shè)定的電壓模糊邊界和電壓無功控制模糊邊界將電壓無功平面劃分成九區(qū)圖；所 述九區(qū)圖包括1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)、5區(qū)、6區(qū)、7區(qū)、8區(qū)和9區(qū)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊邊界的電壓無功控制方法，其特征在于：采用九區(qū) 圖形式進(jìn)行電壓無功控制，控制過程為： 1區(qū)：有載調(diào)壓變壓器升檔降壓，若其處于最高檔，則強行切除電容器組； 2區(qū)：有載調(diào)壓變壓器升檔降壓，若其處于最高檔，則強行切除電容器組； 3區(qū)：投入電容器組；若無電容器組可投入，則維持投入電容器組狀態(tài)； 4區(qū)：投入電容器組；若無電容器組可投入，則降檔升壓； 5區(qū)：降檔升壓；若有載調(diào)壓變壓器處于最低檔，則強行投入電容器組； 6區(qū)：降檔升壓；若有載調(diào)壓變壓器處于最低檔，則強行投入電容器組； 7區(qū)：切除電容器組；若無電容器組可切除，則維持切除電容器組狀態(tài)； 8區(qū)：切除電容器組；若無電容器組可切除，則升檔降壓； 9區(qū)：不動作區(qū)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊邊界的電壓無功控制方法，其特征在于：在不具備 有載調(diào)壓變壓器分接頭調(diào)節(jié)情況下，簡化九區(qū)圖，控制過程為： 1) 0區(qū)：電壓與無功均合格，不調(diào)節(jié)； 2) 7區(qū)、8區(qū)、1區(qū)：電壓越下限，強行投入電容器組； 3) 5區(qū)、4區(qū)、3區(qū)：電壓越上限，強行切除電容器組； 4) 6區(qū)：無功功率越下限，電壓合格，發(fā)出切除電容器組指令； 5) 2區(qū)：無功功率越上限，電壓合格，發(fā)出投入電容器組指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊邊界的電壓無功控制方法，其特征在于：為防止投 入和切除電容器組造成電壓越限而引發(fā)振蕩動作現(xiàn)象，在3區(qū)和7區(qū)分別加入AUq防振小 區(qū)，形成30小區(qū)和70小區(qū)；30小區(qū)和70小區(qū)的控制過程分別為： 30小區(qū)，若有電容器組可投入，有載調(diào)壓變壓器升檔降壓，否則維持電容器組現(xiàn)狀； 70小區(qū)：若有電容器組可切除，有載調(diào)壓變壓器降檔升壓，否則維持電容器組現(xiàn)狀。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于模糊邊界的電壓無功控制方法，所述方法包括以下步驟：設(shè)定電壓和電壓無功控制的模糊邊界；將電壓無功平面劃分成九區(qū)圖；增設(shè)防振小區(qū)，完成電壓無功控制。本發(fā)明提供一種基于模糊邊界的電壓無功控制方法，同傳統(tǒng)的九區(qū)圖策略相比，采用模糊邊界的九區(qū)圖實現(xiàn)電壓無功控制方法在穩(wěn)定電壓和減少分接頭調(diào)節(jié)次數(shù)的同時，并沒有增加電容器組的調(diào)節(jié)次數(shù)和降低無功功率的補償效果。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號】CN104716650
【申請?zhí)枴緾N201310672083
【發(fā)明人】燕翚, 賀春, 付永生, 李濤, 魏孟剛
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月12日