电压无功耦合度

电压无功耦合度（通用8篇）

电压无功耦合度 篇1

0 引言

电压分级控制是法国电力公司最早提出的以主导节点和控制区域为基础的电压控制方案[1],目前世界上有多个国家采用这种控制方法[2]。我国近年来也开始进行电压分级控制的研究和实践,并取得了较好的成效[3,4,5,6]。根据调查显示[7],现有的无功电压控制系统一般都具备分区控制的功能,但在实际运行中却仍然采用按行政分区进行控制的方式,按照电气耦合程度进行分区控制的还很少见,其中一个重要原因在于缺乏明确量化的区域耦合度指标。

电压控制区域划分就是将整个系统划分为若干个子区域,属节点分类问题。对系统无功电压进行控制分区应满足四点要求[8,9]:(1)保证区域内强耦合,区域间弱耦合,尽可能减少相邻子区域间电压控制的相互影响;(2)整个系统电压控制区的数目不宜过多,否则会影响系统整体的运行效率;(3)每个电压控制区的大小应适中,过大不宜控制,过小则无实际意义,且会影响系统整体性能;(4)每个电压控制区都应包含发电机节点和负荷节点,并尽可能保证区域内的无功功率平衡,且留有一定的无功裕量。

目前国内外电压控制分区方法可分成7类,实际系统中各种方法都有一定的应用[10]。区域划分的结果会影响到先导节点的选择、无功控制电源的选择和控制策略的实现,因此对分区结果的验证是十分重要并且必要的环节。目前对分区的结果是否合理的研究并不多,主要有以下几种验证方法:(1)判断分区数目及区域大小;(2)分析无功储备;(3)衡量整个分区结果总体合理性。应用这些方法都需要加入较多的专家知识,因此难以得到一个量化的判断结果。

随着电网间的联系日益紧密,区域间的界限已逐渐模糊。同时,从不同方法划分区域后的结果看,并没有一个固定的、唯一的答案。因此,区域划分应属于模糊分类的范畴[11,12,13]。点的聚类是数学中的模糊合并问题的基本方法,可以有效地解决边界模糊的归类问题。因此,本文通过对现有各种分区方法进行深入分析,在文献[11]提出的模糊聚类电气距离法基础上,按照工程习惯提出了电压无功(VQ)耦合度的概念,采用VQ耦合度进行电压无功控制分区,并提出了判断分区合理性指标——区域耦合度,建立了VQ耦合度分区控制法的完整体系,并用该方法对湖北电网进行了无功电压控制分区的研究。VQ耦合度法以电气距离为基础,采用了模糊聚类的分区算法,在原有算法的基础上增加了区域主导节点的选取及控制方法。

1 VQ耦合度分区控制法

1.1 电压无功(VQ)灵敏度

假定系统有N个节点,其中第1~M个为PQ节点,第M+1~N-1个为PV节点,第N个为平衡节点。系统潮流计算可由式(1)表示。

忽略有功的影响,只考虑无功电压的关系,令∆P=0,于是有:

令(D-CA-1B)-1=S,则:

即S=[∂V/∂Q]为电压/无功灵敏度矩阵,可以看出,VQ灵敏度主要是针对PQ节点定义的,它表示某个PQ母线的无功功率变化对其他节点电压的影响程度。

1.2 电压无功(VQ)耦合度

对灵敏度矩阵S进行数学变换,将节点映射到空间坐标上,可定义矩阵α:

式中:i和j为节点i和节点j所映射的空间点;为矩阵S的第j列的均值;

矩阵元素αij的物理意义是:当节点j上的无功变化时,节点i对于以所有节点电压影响能力平均值为参考值的电压影响能力。α中每个变量的均值为0,标准差为1,且已无量纲,但各数值显然不一定在区间[0,1]上。

为使α中的元素具有可比性,将其进行极差变换,即

此时即标幺值,基于此可定义节点间的电气距离EDij:

显然,EDij∈[0,1],EDij越小,表示两个节点间的等效电气距离越短,电气耦合越紧密。为了更符合人们的习惯思维,同时因为后续模糊聚类分区的需要,可按式(7)定义电压无功(VQ)耦合度VQCij:

由式(7)可见,VQCij∈[0,1]。i,j节点间的VQ耦合度越大,j节点无功变化对i节点电压的影响就越大,所有VQCij可形成M×M维的VQ耦合度矩阵VQC。

1.3 模糊聚类分区

模糊聚类分区是用模糊矩阵来表示被分类对象间的模糊关系,矩阵中的元素表示被分类对象的相关度。关于模糊聚类分区的详细分析可见文献[5],以下给出基于VQ耦合度的模糊聚类分区过程。

将VQ耦合度矩阵VQC平方,用VQC(1)表示,判断VQC(1)是否等于VQC:

(1)如果VQC(1)=VQC,则VQC(1)就为模糊等价矩阵;

(2)如果VQC(1)≠VQC,则将VQC(1)平方,记为VQC(2),继续判断VQC(2)是否等于VQC(1),直到第t次时,VQC(t)=VQC(t-1),取VQC(t)为模糊等价矩阵。

最终仍用VQC表示模糊等价矩阵,将VQC中出现的数值按从大到小进行排列,形成递减的数列,即隶属度{λ}={λ1,λ2,,λi,}。由于VQC中的数值代表了节点间的VQ耦合度,则隶属度λi的物理意义亦为节点间的VQ耦合度。

将由λi形成的分区数目与隶属度λi做成曲线,绘出动态聚类图。设第i次合并时隶属度为λi,则分区数目为M-i+1。根据动态聚类图的变化曲线可以判断最佳的分区个数m,即所对应的分区数目M-i+1,此时为第i=M-m+1次合并,而隶属度区间(λi+1,λi]即为划分区域得到最好效果的VQ耦合度范围,定义为分区隶属度区间。

λi和λi+1都代表了VQ耦合度,而该值与隐含系统运行方式信息的灵敏度矩阵S有关系,所以当运行方式变化时,λi和λi+1均会发生变化。因此,VQ耦合度范围(λi+1,λi]能够体现运行方式的变化。

按上述方法分区后,可能会出现孤立节点或者区域大小不一的情况,这时需要应用专家知识进行节点归并和区域合并,从而可能出现多种分区结果。为了判断不同分区结果的优劣,本文提出了区域耦合度指标。

1.4 区域耦合度指标

首先定义节点-区域耦合度如下:对于区域Ω中的任意PQ节点i的节点-区域耦合度为该PQ节点i与区域Ω中所有PQ节点间的VQ耦合度的均值,用VQCBAi表示。因此,若区域中共有m个PQ节点,任意PQ节点i的节点-区域耦合度为:

针对一个电网的某种分区结果,例如分为N个区,其中第k个分区有m个PQ节点,记为Ωk,利用分区过程中形成的VQ耦合度矩阵VQC,将其中的与第k个分区对应的节点元素导出,形成第k个分区的VQ耦合度子矩阵VQCk,该子矩阵中第i行第j列元素表示该区域中第i个节点与第j个节点间的VQ耦合度。定义区域耦合度VQCA如下:区域中所有PQ节点的节点—区域耦合度的均值,即:

区域耦合度反映了分区中所有节点间的VQ耦合紧密程度。对于N个分区,可以得到N个区域耦合度,显然,这N个区域耦合度的均值越大、方差越小,则表明该分区结果越优。

在获得一种分区方案后,计算该方案中每个子区域的区域耦合度,然后计算该方案的区域耦合度均值和方差,判断均值是否大于设定值(例如0.8)和方差是否小于设定值(例如0.1),若是,则进入下一步进行区域主导节点的选择与控制;若否,则重新进行模糊聚类分区;当重复次数l大于设定次数lite(例如5次)且仍未满足上述要求时,则采用lite个分区方案中最大均值对应的方案进行分区。

1.5 区域主导节点的选择与控制

划定区域后,需寻找最能代表该区域电压水平的主导节点。根据上述指标定义,可以选取区域中节点-区域耦合度VQCBAi最大值对应的节点为该区域的主导节点。图1给出了VQ耦合度分区控制法的流程。

选定主导节点后,系统正常运行时,电压无功控制系统主要监视这些区域主导节点的电压变化情况,一旦电压值偏离预定区间,则按照该节点灵敏度从大到小的顺序,优先调整灵敏度大的同时有剩余无功调控能力的节点的无功功率,使主导节点的电压恢复到正常水平。根据VQ耦合度的含义,该区域中其他节点的电压也将得到最佳程度的恢复。

2 湖北电网VQ耦合度分区应用研究

湖北电网位于华中电网中部,是华中电网的核心和枢纽。按照地理位置以及电网已经形成的几个主要断面,可将湖北电网分为四个区域:鄂东江北、鄂东江南、鄂西北和鄂西。在实际运行过程中,一般按照上述以地理位置为基础的行政分区方式进行调度控制,没有考虑按系统的电气特性来进行分区。本文采用所提出的VQ耦合度分区控制法对比研究了湖北电网500 k V网络不同分区方式的特性及控制效果,期望为电网实际运行提供技术支持。

2.1 不同分区方式

(1)耦合度分区方式1

根据湖北电网某时刻的运行方式及数据,采用VQ耦合度分区的方法,可得到湖北电网分区的动态聚类图,如图2所示。

最佳分区个数可以采用动态聚类图的变化曲线来判断,该曲线变化过程中斜率变化较大的点所对应的分区个数即为最佳分区。图2中不同的隶属度对应不同的分区个数。分区数从32变化到8之前,曲线变化较为缓慢。下面主要对变化较陡的点进行分析:分区数为8时对应的λ为0.749 84,分区数为7时对应的λ=0.701 52,隶属度的差值为0.048;分区数分别为4和3时,对应的λ的差值为0.1;分区数为3和2时,对应的λ的差值为0.07。

由此可见:当分区数由4减小到3时,隶属度由0.680 1变化到0.581 5,区域合并时过渡的电气距离范围最大,最佳分区数为4,分区示意图如图3所示,记为耦合度分区方式1。

(2)耦合度分区方式2

耦合度分区方式1的分区结果只是完成了数学意义上的聚类,即仅实现了区域间弱耦合、区域内强耦合的要求,而没有考虑系统的实际物理特性。因此有必要对区域划分个数进行全面分析,从而得出具有实际意义的最佳分区数。

从湖北电网来看:按照图2的曲线进行分区,若分区数为4时,即采用耦合度分区方式1,如图3所示,鄂西北节点与大部分鄂西节点被划分到一个区域,区域规模过大,电压控制困难;若分区数为8时,分区数过多,控制不方便,不予考虑;若分区数为7时,兴隆变电站将作为孤立节点成区,对孤立节点的处理可按照VQ耦合度最小的合并原则,根据计算结果,兴隆变与江陵变耦合度为0.687,仅次于兴隆变自身耦合度1,因此将兴隆归并到江陵变所在的区域2中,得到6分区方式,如图4所示,记为耦合度分区方式2。

(3)行政分区方式

图5给出了按照一般习惯得到的湖北电网行政4分区图,记为行政分区方式1。由于鄂西行政分区范围较大,为了能更突出鄂西水电优势,在图5的基础上,将三峡近区从鄂西中划出,将湖北电网按照行政分区划分为5个区域,如图6所示,记为行政分区方式2。

2.2 区域耦合度的比较

各种分区方式的区域的耦合度如表1所示,可见:耦合度方式2中区域耦合度的均值最大、方差最小,表明耦合度方式2分区结果是这四种方式中最合理的。

2.3 电压无功耦合度的校验

为了验证分区合理性,在湖北电网的完整网络基础上利用电力系统分析综合程序(PSASP)进行校验,所采用的两种校验方式如下:

(1)在各个区域中选取带有无功补偿装置的变压器节点,在这些变压器的低压侧投入或切除1组无功补偿装置,观察本区域及其他区域中节点的电压变化情况。若区域中不含变压器节点,可在开关站或换流站增加一组高抗进行校验。

(2)在各个区域中选取某台发电机,将发电机端电压设定值提高0.01 pu,观察区域内节点和区域外节点电压变化情况。

由仿真结果可知:耦合度分区方式2中区域内节点电压受影响幅度明显比区域外大,表明各电压控制区具有相对独立性;而行政分区方式中,区域内无功源的变化不只是对本区域节点电压影响较大,而且对区域外节点影响也较大。所以,耦合度分区方式2实现了较为合理的分区。

不同的区域划分会影响区域内主导节点的选择。合理的区域划分将决定所选主导节点较强的可观性和可控性。耦合度分区方式2中保证了每个电压控制区都含有发电机节点和负荷节点,所选的主导节点不仅可以较好地反映其所在区域所有节点的电压水平,也易于进行电压调控。而其他分区方式中所选的主导节点均存在顾己失彼的现象,难以较全面反映湖北电网的电压水平。

3 结论

本文提出了一种区域耦合度指标用以评价各种电压无功分区结果的优劣,并采用模糊聚类方法建立了一套集分区、评价、控制于一体的电压无功VQ耦合度分区控制方法。采用所提出的VQ耦合度分区法对湖北电网进行了分区研究,得到了一种6分区方式(耦合度分区方式2),在PSASP下的湖北电网完整网络中对分区结果进行了校验,结果表明:与其他分区方式相比,该分区方式中各区域具有较强独立性,区域无功源扰动只对本区域电压影响较大,对其他区域影响较小,便于电压无功分区控制的实施。所提出的区域耦合度指标意义明确、计算简单、实用性强。

变电站电压无功综合控制研究 篇2

关键词：无功电压；变电站；综合控制；方式；调节判据

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）12-0075-02

配电网的无功优化对配电网运行安全性、可靠性和经济性等方面有重要影响。目前，各国配电网电压无功控制方式逐步向分层集中综合优化控制模式方向发展。我国虽然有一部分变电站特别是近些年新建的变电站，通过自动控制来实现电压调节和无功平衡，但是其控制效果并不理想，而且大部分变电站仍采用人工调节控制的方式，很难做到对情况进行准确判断并及时调节，不能充分发挥设备的补偿作用和有效保证电压合格率。为此，提出变电站电压无功综合控制方式。

1 变电站电压无功控制方式

目前，变电站电压无功控制方式主要有3种：集中控制方式、分散控制方式和关联分散控制方式。

1.1 集中控制方式

集中控制是指在调度中心根据采集的各项数据，通过遥控装置对各个变电站的调压设备、无功补偿设备统一进行控制。从理论上讲，集中控制方式应该是保持配电网电压合格、无功平衡的最佳方案。但它对调度中心的要求相对较高，在软件方面要求配备实时控制软件，在硬件方面要求配电中心达到“三遥”的水平，最好在各个配电中心针对这一环节配备单独的智能模块。目前，各地变电站的基础设施条件和智能化水平参差不齐：有的地方相对发达一些，设备比较先进，智能化水平较高；有的地方相对落后一些，设备比较陈旧，基本没有自动化装置；有的地方变电站各方面建设虽然比较先进，但是缺少相关操作人才，也难以实现集中控制。因此，当前要想实现整个电力系统全部采用集中控制方式还是比较困难的，只能在相对发达的地区先建设一部分，逐步在其他地区循序渐进地推开。

1.2 分散控制方式

分散控制方式是指在每个变电站专门建设一台电压无功自动控制平台，该装置根据采集的数据，自动调节分接头位置或投切并联电容器组，从而实现对电压调节装置和无功补偿设备的控制，当主变压器负荷发生变化时，保证该变电站供电半径内配电网电压质量合格、无功功率合格。分散控制的优点是控制简易、投入较小，符合当前我国大部分地区的基本情况；缺点是难以实现整个地区大面积的统一操控。随着计算机、通信技术在电力行业的应用越来越广泛，实现对整个地区进行集中控制是大势所趋，分散控制装置由于其自身的条件所限，逐步会被淘汰，但在局部地区其使用还具有一定的优越性。

1.3 关联分散控制方式

集中控制方式理论上能够及时掌握整个地区变电站的相关情况并进行最好的集中控制，但是此控制方式对变电站的软硬条件的要求比较高，需要投入更多资金，并且由于多个变电站在一个调度中心进行集中操作管理，控制系统比较复杂，操作难度较大，一旦发生问题，影响很大。目前，国内大部分地区应用比较广泛的是分散控制方式，但此控制方式不能实现整个地区的集中管理。关联分散控制方式是指在正常运行情况下，由安装在各变电站的控制装置根据编好的控制程序进行调控。在保障整个系统安全可靠运行的前提下，分别计算出正常运行、紧急情况、系统运行方式发生大变动时的调控范围，由调度中心根据采集的数据情况直接进行操作或修改变电站母线电压和无功功率值，以满足辖区内电力系统安全、可靠运行的要求。关联分散控制的最大优点是无论在正常情况下还是在紧急状态下，都能有效保障辖区内的供电可靠性和经济性。关联分散控制装置要求必须满足对受控厂站分析、判断和控制的强大通信功能，以及时将采集到的信息报告给调度中心，并执行好调度中心下达的各项调控命令。

2 变电站电压无功综合控制方式调节判据

变电站电压无功综合控制调节判据分为以下5个方面：1） 按功率因数控制；2） 按电压控制；3） 按电压综合控制有载分接开关和电容器组；4） 按电压和功率因数复合控制；5） 按电压、时间序列复合控制。

2.1 按功率因数控制

根据功率因数的大小，来确定投切并联电容容量。如果功率因数低于确定值则通过自动控制装置投入电容，如果高于确定值则通过自动控制装置切除电容。此办法没有把电容对母线电压的影响考虑进来，并且当变压器负荷较小时，可能存在自动控制装置动作频繁的问题。

2.2 按电压控制

有的枢纽变电站由于对电压质量要求比较严格，采用以电压的变化情况作为判据进行控制调节并联电容自动投切装置，完全不考虑无功问题，这种方式在原理上和补偿效果上都比较差。

2.3 按电压综合控制有载分接开关和电容器组

当母线电压为U≤UT下限时，降低有载分接开关升压；当U≤UC下限时，投入电容器组；当U≥UT上限时，升有载分接开关降压；当U≥UC上限时，切除电容器组。此方式的主要作用在于较好地实现了对电容器组的调节，但没有考虑无功优化的效果，且投切电容器组的过程也不太合理。

2.4 按电压和功率因数复合控制

按电压和功率因数复合控制有两种方式：一是以电压为主，功率因数为辅，只要电压达标，不考虑功率因数，若电压不达标，则根据相关数据自动投切电容器组；二是将电压和功率因数并行使用，电压和功率因数都满足条件才会投切电容器组。第一种判别方式无功补偿效果较差；第二种判别方式存在对频繁误投切并联补偿电容现象。

2.5 按电压、时间序列复合控制

根据变电站的日负荷曲线，将每天分为多个时段，根据不同负荷时段对电压和无功的要求，来调节变压器分接头或投切并联电容器组。此方法适应性较差，只适于负荷较稳定的变电站，且负荷时段的划分必须随季节和负荷的变化进行调整。

3 结语

当前配电网的结构越来越复杂，电压等级也越来越高，在运行过程中产生的无功电压危害也越来越大，如果还单纯依靠发电机自身调节无功电压，已经满足不了要求。因此，必须大力增强电网调控能力，通过合理的无功补偿方式来提高电能质量。

参考文献

[1] 严浩军.变电站电压无功综合自动控制问题探讨[J].电网技术，2000（7）：41-43.

[2] 张玉珠，徐文忠，付红艳.结合灵敏度分析的变电站电压无功控制策略[J].电力系统保护与控制，2009（2）：37-42.

[3] 庄侃沁，李兴源.变电站电压无功控制策略和实现方式[J].电力系统自动化，2001（15）：47-50.

[4] 仝庆贻，颜钢锋.变电站电压无功综合控制的研究[J].继电器，2001（10）：22-25.

浅谈无功电压及其无功优化应用 篇3

关键词：无功优化,控制,应用

提高电网运行的经济性和保证电网运行的安全性成为电力企业的主要追求目标。电网无功优化是提高电力系统电压稳定性、降低系统网损、改善电能质量。对电网展开无功优化, 能改善地区电网无功电压水平、提高电网运行效率。无功优化是一种同时具有连续变量和离散变量、具有非线性目标函数、非线性等式和不等式约束的复杂优化问题。电力系统无功优化需要选择出能够反映电力系统实际情况的数学模型, 再使用具有良好收敛性能以及计算速度的求解方法对数学模型进行优化计算。要满足调压、经济性的要求。

当今社会提倡节能环保意识, 无功优化问题是最优潮流的特殊形式。电力系统无功功率的主要作用是在电气设备中建立维持磁场, 为系统提供电压支撑, 完成电磁能量相互转换, 在电源与负荷之间提供电压降落所需的势能。通过优化计算给出提高电网运行安全性和经济性的运行方式。无功优化是提高电力系统安全运行水平的重要手段, 其作用越来越为人所重视。无功优化数学模型、控制措施、和优化系统都得到了广泛的研究和应用, 无功优化算法和更加精准的无功优化模型成为了电力系统专家们对于无功优化问题的主要研究对象。

无功优化目标函数包括电力系统网损最小、无功储备最大化、最小化各约束的总越限量、最优化无功电压运行质量、最优化控制设备动作量、多目标无功优化。无功优化除了实现目标函数以外, 还要满足约束条件, 需要同时保证系统的安全运行和电能质量。无功优化数学模型包括等式约束和不等式约束的约束条件无功补偿的原则。在电网高峰和低谷时电力系统的无功电源和无功负荷, 都应该采用分层和分区基本平衡的原则, 并应具有灵活的无功调节手段, 以保证负荷集中区在最大容量无功补偿设备时能保持电压稳定和正常供电, 无功补偿宜采取变电站集中补偿和用户端分散就地补偿相结合, 利于降低电网损耗和有效控制电压质量。常用的无功补偿原则有两类:一是按电压原则进行补偿, 使电压运行在规定的范围内, 其基本要求是满足负荷对无功电力的基本需要, 以保证电力系统运行的安全性和可靠性。此原则适用于无功补偿容量少, 不按经济补偿原则的电力系统。二是按经济原则进行补偿, 在电网运行管理水平较好, 电力系统无功补偿设备充裕的情况下, 就地分区分层平衡, 提高电力系统运行的经济性。

对电网的无化优化的具体措施有两种方法:变压器分接头调节和电力电容器的投切。电业变电站应合理配置恰当容量的无功补偿装置。对于500k V变电站, 低压电抗器容量不宜低于500k V线路充电功率的90%。对于220k V及以下电压等级的变电站, 无功补偿容量的配置方式与电网结构、负荷性质、负荷间的同时率、受电电压等因数相关。对于有地区性电厂接入不同的电压层, 则相应减少该电压等级变电站的补偿容量, 甚至不装无功补偿设备。我国对用户尚未要求按经济原则进行补偿, 用户应在提高用电自然功率因数的基础上, 设计和装置无功补偿设备, 防止无功电力倒送。

目前, 有很多电网存在着变电站母线电压不合格的情况, 原因有大类, 分别是综合自动化装置故障、有载调压动作时限。受综合自动化系统故障影响导致母线电压不合格的故障现象主要表现为综合自动化系统装置死机, 装置因设置不合理触发闭锁坏等。故障发生后一般均能及时处理, 没有造成很大的影响, 但如果综合自动化站装置趋于老化, 故障会逐年上升。对母线影响因素中, 最频繁是因为有载调压的动作时限所致。部分电压不合格采样只对母线电压合格率造成影响, 其余影响母线电压的原因有交流采样误差、变送器采样误差、有载调压二次回路故障等, 产生的电压坏点多为偶发设备缺陷, 一般能够人为受控。

电网无功电压的主要问题包括:无功补偿设备的设计、基建、运行管理衔接不够紧密、部分变电站内电容器设备陈旧, 老式电容器片无备品备件、部分综合自动化变电站装置没有充分得到应用、低压配电设备的无功补偿装置设备利用率低、运行和管理水平较低、部分配电站存在高低压现象、电容器受高次谐波电流和不平衡电流的影响、导致部分电容器保险发生群爆。

针对电网的实际特点和自身具备的条件, 可以为无功电压运行管理提出以下方案:

对地区电网无功电压专业人员加强管理, 对无功补偿设备的运行进行计划的职责, 让其达到监督无功补偿设备的投用, 对于那些对无功电压不甚了解的运行人员加强培训, 让他们充分认识到无功电压对于电网运行的重要性。

在无功电压规划的同时确保无功补偿设备的合理配置, 即对无功补偿设备的运行进行优化设计, 及时调整各变电站主变电压分接位置, 确保在大负荷期电容器能全部投入, 确保各级电压等级的变电站能合理投切无功设备。时刻保证变电站的无功补偿设备能够随时投用, 对无功补偿设备的维护保养进行加强管理。对电网用户的无功补偿设备加强管理, 避免变压器长期处于低负载运行状态或者空载运行。

加大设备改造力度, 加装分组电容器定时投切回路, 改善补偿平滑度, 对VQC装置原理进行深入研究, 调整和优化VQC装置的动作策略和定值进行, 提高综合自动化站的电压无功优化水平。在无功补偿的同时, 推广的低成本滤波方案, 滤除谐波。

参考文献

[1]李颖, 电压无功自动控制实现方式与应用技术分析, 供用电, 2009, 26

加强无功管理提高电压质量 篇4

(1) 35 kV及以上电压供电的, 电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压值的10%。

(2) 10 kV及以下三相供电的, 电压允许偏差为额定电压值的±7%。

(3) 低压220 V单相供电的, 电压允许偏差为额定电压的7%和-10%。在电力系统非正常情况下, 供电企业供到用户受电端的电压允许偏差为额定值的±10%。县级电网的电压合格率应大于90%, 按“县级供电企业争创一流”标准要求, 电压合格率应大于95%。

2 电压偏差超标所带来的危害

(1) 照明负荷。电压低时, 发光效率下降, 如电压降低5%, 亮度要降低15%～20%;电压降低10%, 亮度降低32%。反之, 电压升高5%时, 灯具使用寿命减少一半;当电压升高10%时, 灯具只能维持原使用寿命的1/3。

(2) 整流器、电热、电弧炉等负荷其有功功率与电压平方成正比。当电压降低时, 有功功率也大幅度降低, 从而降低了用电设备的出力;反之, 电压升高时, 则有功功率增加。

(3) 感应电动机及其他电动机类负荷。因感应电动机的转矩与电压的平方成正比, 滑差率与电压的平方成反比, 因而, 电压下降时经常会使电动机过负荷而烧毁, 同时也会使电动机的启动十分困难。而长期高电压运行, 会对电动机的绝缘造成危害。

(4) 电压偏低会降低发、供、用电设备的出力, 增加供电线路及电气设备的电能损失。

(5) 电压偏低常常会引起低电压保护装置动作, 电磁开关、空气开关跳闸, 影响生产的正常进行。而电压偏高也将引起过电压保护装置动作, 甚至烧坏电气设备的电压线圈。

(6) 电压偏低或偏高都会影响到通信、广播、电视等音像的质量, 也会影响家用电器的正常工作。

(7) 如果电网的无功功率严重匮乏, 将导致电压崩溃, 系统振荡, 电网瓦解, 严重危及供电安全。

3 影响电压质量的主要因素

电网在运行中, 其电压是随时变化的, 造成电压波动的原因大致有以下几个方面。

(1) 电网运行方式的改变, 引起功率分布和电网阻抗的改变, 使电压升高或降低。

(2) 电力负荷随季节、昼夜及用户生产流程而变动。在低负荷时段电压偏高, 在用电负荷高峰时段电压偏低。

(3) 供电距离超过合理的供电半径、供电导线截面积选择不当、功率因数过低、无功电流过大等, 都会加大电压损失。

(4) 冲击性负荷、非对称性负荷的影响;调压措施缺乏或调压装置使用不当。

(5) 用电单位安装的无功补偿电力电容器采用了“死补”, 即24 h内不论本单位需用无功容量多少, 都固定供给一定量的无功, 高峰负荷时间向电网吸收无功, 而低谷负荷时间大量向系统反送无功, 造成电压变动幅度的加大。

4 提高电压质量的具体措施

电压调整是一项十分复杂的工作。对于县级电网来说, 首先应建立电压监测点, 安装电压监测控制仪来对电压质量进行连续监测, 即对监测点电压按规定要求确定一个合格范围, 准确地统计出一个周期内总供电时间及电压不合格 (偏高或偏低) 的累计时间, 从而准确地反映出电压质量, 为调整电压提供依据。目前改善电压质量的方法主要有以下几种。

4.1 变压器调压

分无载调压和有载调压2种。无载调压即不带负荷调压, 须在断开变压器高、低压两侧电源之后, 调整变压器的分接开关挡位。和无载调压相比, 有载调压有着明显的优点, 它可以在不停电的情况下进行电压调整, 并且快速、平滑, 不影响供电可靠性;调压范围大, 调压级数多, 调整范围可达额定电压的±15%以上。所以, 为改善农村电网的电压质量, 应将无载调压主变压器更换为有载调压主变压器。

4.2 无功优化补偿

实践证明, 无功优化补偿是提高供、用电设备功率因数、减少无功损耗、改善电压质量的有效途径。其原则是全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡。集中补偿与分散补偿相结合, 以分散补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合, 以低压补偿为主;调压与降损相结合, 以降损为主。其中补偿设备以移相电力电容器居多。

无功优化补偿的方式有变电站集中补偿、线路补偿、随器补偿、随机补偿等。其中应用并联电力电容器调压应注意的是: (1) 一般变电站应以变压器调压为主要调压方式, 并联电力电容器补偿只能作为辅助调压手段; (2) 在高峰负荷时应首先投入电力电容器组, 然后根据情况调整电压, 在低谷负荷时应首先调整电压, 根据电压情况, 必要时再切除电力电容器; (3) 利用并联电力电容器调整电压时, 应保证电压的突变幅度不致过大 (不超过2.5%) , 当变电站所需的补偿电力电容器容量较大时应采用分组安装方式, 根据实际情况进行分组投切; (4) 容量较大的电力电容器组应具有自动投切控制装置, 其自动投切方式应以电压控制为主, 以保证能自动、适时地控制无功潮流和电压的变化。

4.3 加强电网改造, 优化电网结构

电网的建设应按“小容量、密布点、短半径”的原则。合理选择供电半径, 尽量改善线路迂回、线路过长、交叉供电、功率倒送等不合理的供电状况;合理选择供电线路的导线截面积;合理配置变、配电设备, 防止其过负荷运行。

4.4 依靠先进的计算机技术, 加强电压管理

桐庐电网无功电压管理探讨 篇5

电压质量是电能质量的重要指标之一。电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件, 对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要作用。因此, 优化控制无功电压对减少网络损耗、提高电压质量具有特别重要的意义。

无功功率在电网中的传输和有功功率一样也产生电能损耗。通常我们用功率因素cosφ来表示电网传输无功功率的情况, 当cosφ=0.7时, 无功功率和有功功率基本相当, 此时电网中由负荷电流引起的电能损耗有一半是无功功率产生的。

系统中各种无功电源的无功功率应满足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就会加大, 电压过低时则会影响系统运行的稳定性, 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。所以, 要通过合理调节电压和投退无功补偿装置来保证电能质量, 使其达到稳定运行的标准, 并满足用户需求。

1 桐庐电网无功电压管理的现状

桐庐电网共有220 k V变电所2座, 110 k V变电所13座, 35 k V变电所7座, 变电总容量达127.15万k VA。35 k V及以上线路38条, 合计432.282 km。同时辖区内还有小水电站70余座。

从1998年3月35 k V三合变实行无人值班开始, 桐庐电网除了2座220 k V变电所外, 其余所有变电所均实现了无人值班。随着无人值班变电所的不断增加, 承担监视电网电压职责的工作人员逐渐由变电所值班员变成调度员。随着“创一流”供电企业等工作的开展, 无功电压管理作为判断电能质量是否符合标准的重要指标之一变得日益重要。

桐庐电网通过调度电压无功综合控制装置 (VQC) 、人工干预调节主变档位和投切电容器, 采用35 k V、110 k V等变电所分层分区集中进行无功补偿。而10 k V及0.4 k V配电网无功补偿容量很少, 无功管理也不完善, 许多线路功率因数很低, 高峰时线路末端电能质量极差。众所周知, 当变电所功率因数较低时, 电压损失就较大, 主网线损较高。电能质量差也会限制售电量的增长, 给企业造成损失。所以, 加强无功电压管理, 提高功率因数, 降损节电势在必行。

2 桐庐电网无功电压管理不善的原因

(1) 县级供电企业无功管理起步较晚, 还没有建立起管理网络, 管理和考核办法虽已制定出来, 但也尚未真正落到实处。而管理人员则无功管理意识和责任心不强, 力度不够, 业务水平有待提高。

(2) 根据同业对标的各项指标及上级文件对电压合格率指标的分解, 电网A类电压合格率必须大于等于99.7%才能确保综合电压合格率达标, 但桐庐电网A类电压合格率偏低 (表1) 。

对表1中每月的电压合格率进行统计可知, 在97%～98%之间的共有6个月, 在98%～99%之间的共有38个月, 在99%以上的有28个月。通过比较和分析, 我们不难发现桐庐电网A类电压合格率还是偏低的。

单位:%

(3) 无功容量配置不足。桐庐电网的电容器容量是根据有关规定按照变压器容量的15%～20%进行配置的, 照理说是足够的, 但当时可能未考虑到线路无功补偿的问题。目前, 城镇线路基本符合要求, 10 k V线路的功率因数在0.9左右。但在偏远山区, 某些10 k V线路的功率因数只有0.4左右, 不到0.9的一半。现有无功补偿的容量只是杯水车薪, 因而不能分区、分压进行补偿, 就地平衡。且现有无功补偿大多只是静态补偿, 基本上没有进行动态补偿。

(4) VQC动作不及时、不合理。分站VQC动作时未考虑相互间的配合, 负荷变化大的地区可能在2 h内频繁动作, 达到规定次数后VQC闭锁, 就无法再对电压进行调整。此时只能靠调度人员手动调节, 但由于厂站太多, 人工调节难以顾及全部厂站。

(5) 系统电压偏高。由于桐庐地处山区, 水资源较丰富, 故有70余座小水电站, 主要集中在分水、合村、钟山、富春江地区, 大多为径流式电站。在丰水期间, 小水电站发电不能就地消化, 就会向系统倒送, 使系统电压升高, 即使将变电所主变档位调至1档也不能解决问题。同时, 小水电站的装机容量最小的只有55 k W, 输送至电网的电能质量相对而言也就较差。

(6) 10 k V及以下线路的电容器损坏较多, 可用率不高。由于未对电容器进行日常巡视, 疏于管理, 故其难以起到减少电压损失、降低线损的作用。而线路的发展往往使得10 k V线路电容器安装位置不尽合理, 配变台区负荷的发展也会使电容器容量过小。还有, 桐庐地处山区, 农村线路的供电半径较长, 负荷波动较大, 这会使线路末端的电压在负荷重时较低, 线路前端的电压在负荷轻时较高。

(7) 电力需求发展很快。近年来, 无论是有功电量还是无功电量上升都很快, 而桐庐电网没有做好电量增长的预测工作, 以致前期无功补偿工作不到位, 造成功率因素较低。

(8) 配网用户初装时为节省一次投资往往会逃避功率因数的奖惩考核, 而将单台大容量变压器供电申请为多台小容量变压器供电。如果我们在营业管理中有所疏忽, 就会使之成为用户无功管理中的漏洞。同时, 由于用户对无功管理重视不够甚至不理解, 常常会造成应安装的无功补偿设备未安装或已安装的未装无功表而没考核。

3 建议

(1) 提高功率因数, 加强无功补偿。应及时调整10 k V线路的功率因数, 实现电容器自动补偿与随器、随机、分散就地补偿相结合, 提高功率因数和电压质量, 从而降低电能损失。10 k V线路无功补偿装置应选择距线路末端1/3处安装, 根据实际测算和对运行中发现问题的分析进行补偿, 这样才能真正起到效果, 达到预期目标。选择无功补偿装置时, 要选用质量好、科技含量高、自动投切及时, 反应灵敏的产品。

(2) 及时调整桐庐电网的运行方式, 减小供电半径, 提高电压合格率。在负荷允许的情况下停用各变电所的轻载主变, 这样一能减小损耗, 二来便于综合考虑电容器的投切及主变档位的调整, 最大限度地发挥无功设备的功效。

(3) 对变电所电容器容量进行合理分化。针对某些变电所无功容量配置不足的情况, 应相应增加电容器组, 达到无功平衡。而对于电容器容量偏大的变电所, 通过测算可拆除一部分电容器, 以提高电容器的投入率。

(4) 加强220 k V变电所与110 k V、35 k V变电所无功电压控制的配合。在220 k V变电所各电压等级电压合格的同时兼顾110 k V、35 k V变电所的无功电压, 并加强主站VQC的后续管理和维护工作, 使VQC装置真正起到作用, 保证各变电所功率因数与电压合格率。

(5) 加强对小水电站的动态管理工作。要求电站发电时的功率因数要达到0.85以上, 并对其进行实时监控, 以杜绝小水电站在有水时发有功、无水时发无功来弥补每月月初预报无功电量的情况。

(6) 新增用户变压器必须进行合理的无功补偿。按规定, 无功电力应就地平衡。凡功率因数不达标的电力用户, 供电企业可拒绝通电。所以, 对新增变压器无论大小必须要求做好无功补偿设计, 并严格把好验收关, 保证用户无功就地平衡。对已经装设各种无功补偿设备 (包括调相机、电容器、静补和同步电动机) 的电力用户, 应按照负荷和电压变动及时调整无功出力, 防止无功电力倒送。

(7) 建立无功电压管理绩效考核机制。根据无功电压管理中存在的问题, 首先要健全无功电压管理工作机制, 成立专门的领导小组, 各个相关部门均设相应的专 (兼) 责, 形成无功电压管理网络。同时, 把无功电压管理纳入单位的绩效考核机制, 定期进行考核, 各部门要将考核情况落实到责任人。

(8) 开展专业培训, 搞好技术交流。应结合工作岗位, 依据培训教材制定培训计划, 落实培训对象, 对各部门的无功电压管理专 (兼) 责开展专业知识培训, 使其了解专业知识并在工作中熟练运用。还要加强无功电压专业管理的技术交流, 总结和推广应用新技术、新成果、新经验, 积极开展技术革新活动。

(9) 加大宣传力度。提高管理人员和用户对无功的重视程度, 使无功电压管理工作逐步走向正轨。

摘要：探讨了桐庐电网无功电压管理的现状, 并分析了管理不善的原因, 提出了相应的建议。

关键词：桐庐电网,无功电压管理,现状

参考文献

[1]国家电网公司农电工作部.农村电网电压质量和无功电力管理培训教材.中国电力出版社, 2005

[2]蔡学敏, 蔡益宇.浅谈变电站VQC装置应用中存在的问题及对策.浙江电力, 2005 (2)

浅谈地区电网电压无功管理 篇6

近年来，惠州经济将继续保持平稳快速，供电负荷也将不断增长，如果地区无功管理不善，则无功补偿容量不足或者分布不合理，将会导致电网供电电压质量差。电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、人民生活用电、用电损耗、工农业安全生产和产品质量都有直接影响。电压是电力系统电能质量的重要指标之一，而电压与无功是密不可分的，电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。

2 惠州电网的无功现状

2.1 基本情况

至2013年4月23日止，惠州供电局电网现状如下：35kV及以上变电站131座，其中500kV站4座，220k V站23座，110k V站95座，35k V站9座。挂网运行的主变压器共270台，变压器总容量25684.950MVA，其中500k V主变24台，容量6756MVA;220k V主变48台，容量9420MVA;110kV主变183台，容量9105MVA。35k V主变15台，容量403.950MVA。根据潮流分析，2012年惠州电网典型方式下220k V及110 kV电压水平均能满足要求，但部分区域电容器是否足够、完好，对无功电压调节能力影响很大。

惠州与外网联接220 kV线路功率因数均达0.99以上，惠州电网与外网220k V线路交换无功有47.3Mvar，且基本为送出，惠州站、福园站500 kV主变变高均出现无功反送，经分析，该两分区无功平衡能力较好，惠州站由于昭阳电厂无功出力较大，而该分区实际无功可以平衡，无功反送实际来自昭阳电厂，如为避免无功反送，需降低昭阳电厂出力。总之，在理论上，惠州220 kV层及110 kV层电网无功基本可以实现自身平衡，并且220kV层电网有1229.7Mvar的盈余，但实际上受220 kV变电站大量低压电容器无法投入影响，部分片区仍需通过500 kV下送大量无功。为确保各220 kV站都能更好就地平衡，减少500 kV下送无功，须研究AVC、VQC策略原则，提高各220kV片区无功平衡能力，加强无功补偿容量配置及维护。

2.2 无功分片平衡分析

以全网110 kV变电站无功就地平衡，并尽量提高主变变高功率因数为原则，进行电压调节，根据分析，惠州整体电压水平良好，220kV主变下送无功基本可控制在较小范围，220 kV主变变高功率因数均能满足要求，但仍有部分片区110 kV层无功不能平衡，且主要在于仲恺和雍园等重负荷区域，而湖滨、九潭、风田等片110 kV层无功平衡能力较差，仅有少量无功盈余不多。三栋、镇隆、金源、东澎片因有丰达、剑潭以及白盆珠水电厂上网，无功有所盈余，但镇隆由于负荷较重，且无功需求较大，需增加丰达电厂无功出力，否则分层无功不足。

仲恺、雍园在110 kV片区电容器全部投入下，仍需经220 kV主变下送无功9.3Mvar和34.8Mvar来平衡，而湖滨、九潭、风田、铁涌、鹿江和联丰片虽有无功盈余，但仅为7.2Mvar、3.1Mvar、8.2Mvar、14.3 Mvar、15.2 Mvar、15.5 Mvar，在实际运行中，可能因为无功补偿故障率较高、部分110 kV无功电源配置不足、220 kV变电站10 kV电压偏高电容器无法投入、可投电容器投入率不高以及无功损耗等原因，部分片区需从220 kV主网吸收大量无功来达到平衡。

2.3 惠州电网无功电压管理工作重点

加强地方电厂发电曲线管理，灵活调节地方电厂无功出力；

加强各县（区）小电源上网无功电压管理，负荷低谷期间要求少发无功；

提高AVC (VQC）整定及运行管理水平，根据各片区变电站无功容量配置情况，及时调整AVC (VQC）整定定值，不断优化调节策略，在保证电压无功均合理的条件下积极投切电容器和调整主变抽头，使各站始终保持合理的电压水平，不断提高电压质量。

市场部门应加强用户侧功率因数考核，减少10kV线路无功输送，保证母线电压水平。

编制无功电压装置运行管理实施细则，规范无功电压装置运行管理，统筹考虑惠州全网的电压无功优化，实现惠州全网无功优化和集中控制，降低网损。

每月跟踪主变功率因数和母线电压统计，定期总结AVC运行情况，加强变电站无功电压分析，找出存在的问题，分析原因，提出改进措施，并形成分析报告。

定期进行无功电压调节设备缺陷统计，根据其对电网运行及经济调度的影响，分轻重缓急，与设备维护部门沟通，催促其尽快消缺。对于无功补偿容量有较大缺额的变电站，督促相关单位进行扩容，实现该片区的无功平衡，避免从上级或者长线路输送无功功率。

相关单位应将检查AVC (VQC）装置运行情况做为日常巡视项目，以及时发现AVC (VQC）装置异常情况。

加强对调度员的电压无功培训，要求调度员掌握电压无功调节措施和AVC (VQC）动作原理并监控到位。

3 无功电源建设和无功电压运行管理建议

加强无功电压管理，设备维护部门应积极处理缺陷，做到有重点，有先后，保证电容器可投率在96%以上。

加强用户侧功率因数管理，市场部门应督促用户维护好电容器组，确保无功就地平衡，尽量提高功率因数在0.95以上，尤其是针对重负荷变电站所在片区。

市场部门应加快县区小水电直采，提高小水电无功上网监控，建议龙门县调加强小水电上网功率因数管理，尽量提高功率因数，降低小水电上网电压，避免永汉站等的电压偏高。同时建议增加永汉站低压电抗器或更换变压器，提高无功及电压调节能力。

南海站无无功补偿设备，只靠自备机组无功出力来调节功率因数，一旦机组跳机造成无功缺额严重，风田片电压下降明显，从保证电网安全及经济效益出发，建议加装无功补偿装置。

部分片区已实现AVC控制，且由于AVC控制策略为区域无功平衡，涉及设备较多，其运行状况好坏与电容器、主变调压设备完好及AVC功能是否齐全、定值设置是否合理、测控装置测量精度是否满足要求及通信通道是否可靠等因素关系密切，应尽快完善AVC分析功能，提高动作不正常或策略不合理等问题查找效率，更好发挥AVC作用。建议南瑞应加强AVC功能对异常情况的分析和统计功能。

结语

电力系统中无功功率是否平衡，直接影响电压的质量。为保证电压质量，满足用户的用电要求，系统中必须有充足的无功电源备用，加强电网无功电压管理显得尤为重要。无功电压管理工作是一项即复杂又细致的工作，它关系到供电企业的生产和经营管理工作中各个部门与各个环节，供电系统各级管理单位都要重视其管理工作。

参考文献

[1]李坚.电网运行及调度技术问答[M].北京:中国电力出版社, 2009.

[2]广东电网公司惠州供电局.惠州电网2013年运行分析[Z].

电压无功模糊控制系统设计 篇7

关键词：电压,无功,模糊控制

引言

采用九区图控制法[1]对无功补偿装置进行控制时主要采集无功功率偏差后进行调节, 在调整无功功率时, 因电网中无功和电压为关联变量, 仅对其中一个变量进行调节而不考虑两者关联难以达到理想效果。

1 控制策略的设定

模糊数学[2]在1965 年提出, 模糊逻辑于1974 年进行成功应用于锅炉和蒸汽机控制[3]。由于模糊控制不需要建立精确的数学模型, 能获得专家经验的优点, 对经典手段难以控制的对象或只能靠有经验的操作人员才能控制的对象更为适用。

电压无功补偿有不同的电压等级和应用场合, 难以建立精确的数学模型。使用模糊控制策略, 利用长期积累的专家经验来进行控制操作, 可以解决传统控制方法中存在的系统不稳定、开关器件频繁动作等问题。

2 模糊控制器设计

首先确定模糊控制器的结构, 以无功和电压偏差为输入信号, 电容器组投切信号为输出。以表格方式建立专家知识库, 控制器实现主要通过查表法进行, 控制器典型结构见图1。

图中Eq、Ev表示电压和无功功率偏差输入的连续值, 对连续值通过量化后转化至模糊论域, X1、X2表示偏差输入的模糊值, 模糊值经采用专家知识库进行推理后得到输出量U的模糊值, 输出模糊值经去模糊化后用于控制电容器组投切。根据和电压无功综合调节的基本原则[4]进行调节。

2.1 输入量模糊化

对系统电压偏差和无功缺额进行采样。

式中:x为电压偏差;y为系统的无功缺额。

根据控制系统常采用的方法, 将系统输入和输出偏差变量的论域定为{-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, 输入变量语言值取为{PB、PM、PS、ZR、NS、NM、NB}。对于不同电压等级的电压, 国家规范有不同的电压偏差和功率因数要求, 假设所应用电压等级要求电压偏差范围为[-Umax, Umax], 无功功率偏差范围为[-Qmax, Qmax], 根据基本论域范围计算得到电压、无功功率和N组电容器组输入量比例因子如下:

2.2 输入量隶属度设计

语言变量论域上的模糊子集由隶属度函数来描述, 隶属度函数有多种构造方法, 因电压无功变化规律较为接近正态分布, 用正态函数构造各变量的隶属度函数[5]:

式中:μ (x) 为隶属度, 参数a对于模糊集合PB、PM、PS、ZR、NS、NM、NB分别取+6, +4、+2、0、-2、-4和-6, 其中参数b的取值对隶属度函数曲线的形状有直接影响, 进而具有不同的控制特性。当取值较大时控制灵敏度高, 但同时会导致剧烈的输出量变化。反之则函数曲线变化较缓, 虽然灵敏度较低, 但输出量的变化平缓, 系统动作次数相对较少。模糊化时首先将隶属度函数幅值表存入系统存储器, 对连续输入量X1、X2在[-6, 6]范围内进行取整, 然后通过查表的方法进行模糊化。

按照上述原则确定的隶属度函数如下:

表1给出b=1.8时输入量隶属度赋值。

2.3控制规则

模糊控制器以专家知识库为基础建立控制规则, 根据长期经验积累总结出来的带有模糊性的控制规则, 再通过语言来归纳人工控制时使用的控制策略。对电压无功模糊控制器的控制规则可以下模糊条件语句, 即

式中A、B分别为电压偏差和无功偏差对应的模糊子集, C为输出量Y对应的模糊子集, 表2给出具体控制规则。

3输出信息的模糊判决

通过模糊推理得到的模糊量不能直接用于控制, 必须转换为精确量, 这种转换过程称为模糊判决, 即清晰化。清晰化方法中重心法较为常用。该法以控制作用论域上的点u∈U对控制作用模糊集的隶属度U (u) 为加权系数进行加权平均而求得解模糊结果。对于离散论域的情形,

本次设计中由所得论域Z={-6, -5, …, 0, …, 5, 6}上的元素Zk, 采用重心法对其进行模糊判决, 将模糊输出量转制为用于实际控制的精确量uij。

4 基于MATLAB的实现

运用MATLAB软件中Fuzzy Logic Tool Box提供的图形用户界面工具或利用MATIAB命令编程均可建立模糊推理系统。将模糊推理系统变量结构导人Simulink之中, 并利用Power System Blocket模块根据电压等级、负荷特点建立电网模型进行仿真。

5 结束语

电压无功模糊控制不需要建立精确的数学模型, 可避免在轻载时出现的振荡问题, 减少开关器件的动作次数, 可适用于不同电压等级和工作场合, 具有良好的准确性和鲁棒性。

参考文献

[1]吴慧政, 赵景水, 王峰.基于九区图法的变电站VQC频繁动作的分析和预防[J].电力学报, 2007, 22 (1) :65-67.

[2]Zadeh L A, Fuzzy Set.Information and control.1965, 8 (2) :338-358.

[3]Mamdani E H.Applications of Fuzzy Algorithms for Control of Simple Dynamic Plant.Proc IEEE, 1974, 121:1585-1588.

[4]Yi Hsin Len, Chern Lin Chen, Tso Min Chen.Analysis and Design for Asymmetrical Half-bridge Forward Mode Converters[C].IEEE Power Electronics Drive Systems, 2001 (1) :126-130.

浅谈县供电公司电压无功管理 篇8

1.1管理理念

随着电网中用电设备对电能质量水平要求的不断提高, 传统的管理理念和补偿设备已经不能满足目前无功管理的要求。依靠科技进步, 加大电网建设力度, 优化用户无功管理, 坚持无功与降损相结合, 搞好电压无功全过程管理, 是今后电压无功管理的管理理念。

采用的无功设备应能够对电网的电压质量状况进行实时监测, 并根据电网负荷情况及时正确地投切电容器。管理工作要做到分工明确、责任到人, 采用基层维护人员分析问题;中层管理人员解决一般问题, 汇总分析难点问题;高层管理人员审视解决难点问题的模式。

1.2管理范围

负责本单位0.4—110 k V无功补偿设备的管理工作, 电压监测工作, 10 k V线路功率因数核算工作。结合本单位的实际情况, 负责组织、指导、协调、监督被考核单位电压无功的管理工作, 负责本单位全过程技术监督工作, 负责加强电压和无功专业技术培训和技术交流工作, 总结推广应用新技术、新成果、新经验, 不断提高电压质量和无功管理水平。

2电压无功专业管理的主要做法

2.1建立电压无功三级管理网络

为了能够更好地开展电压无功管理工作, 应成立以主管生产领导为组长, 相关部室主任为副组长, 生产部设立电压无功专责人的三级管理网络。

2.2优化电压无功管理流程

目标和方案确定后由生产部具体分解和实施, 在指标分解前要对历年的数据进行分析, 并且进行指标预测, 经过认真测算后再行文进行指标下发, 保证指标分解的科学性、合理性和权威性。

各部门在执行指标的阶段根据各自不同的工作, 制定有针对性的完成计划。生产部对数据进行统计后, 要进行全面分析、总结、推广、改进, 为今后指标完成提供参考。经过考核的部门写出改进措施, 并且在下一个考核周期中进行检验, 有明显改进的单位将免于考核, 而没有起色的单位将加倍考核。

2.3每月召开电压无功分析会

为了能够更好、更真实地分析出影响目前电压质量状况的真正因素, 应采用基层分析、中层汇总、上层决策的工作方法。为防止基层人员弄虚作假, 电压数据抄录工作由生产部电压无功管理专责通过GPRS电压监测仪进行远程抄录, 在月度无功分析会召开之前, 将上月的各电压监测点数据汇总后下发给各基层单位相关无功管理专责人。

各基层无功管理专责人针对上月的电压质量状况进行认真分析, 并写出书面材料。无功管理会上各基层管理专责人, 对上月本管辖范围内的电压状况和无功设备运行状况进行分析。

对所写分析报告不合格的单位, 责令重新分析;对分析出的问题由各相关专责在会上进行汇总讨论, 拿出解决意见;对不能解决的问题由生产部电压无功专责人汇总上报电压无功领导小组解决。

2.4加强技术和设备革新

安装具有远传功能的GPRS电压监测仪。该电压监测仪是通过移动或联通网络进行数据的传输, 定时自动传输数据到服务器。不但提高了工作效率, 还节约了大量的人力和物力, 解决了以前人工数据抄送过程中存在的数据抄送不及时、错抄、漏抄等问题, 同时降低了人工到现场抄表所带来的各种危险因素。

利用三项支出费用更换线路电容器, 把手动投切更换为自动分级投切电容器, 在确定线路之前进行电压无功优化计算, 确定具体补偿容量, 定投和自动投切相结合分级补偿, 避免因为人为原因造成的电容器过投或者欠投现象, 提高10 k V线路功率因数。

2.5加强电网规划和基建工程建设

以提高电压质量为目标, 开展生产工作。根据现有电网的情况进行合理规划, 征求各单位尤其是基层单位意见, 提出改善电压质量的建议, 生产部负责可行性研究以及无功优化计划。方案确定后报电压无功领导小组审批, 项目获得审批后列入基建工程计划, 待上级批复后, 生产部进行协调实施。

项目实施完毕后, 申请电压无功领导小组进行验收, 验收通过后, 比对以往数据做出详细的效益分析, 作为判断项目实施的经验, 并且做好分类归档工作, 为制定更加合理经济的改造方案提供依据。

2.6积极开展谐波污染治理工作