110kv變電站無(wú)功綜合控制畢業(yè)論文-最終版本(編輯修改稿)
2025-07-01 08:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 無(wú)功基本平衡的前提下， 盡量 減少有載調(diào)壓變壓器分接開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)次數(shù)和并聯(lián)電容組的投切次數(shù) ”[3]。 由于 變壓器的分接頭是分檔調(diào)節(jié)的， 并聯(lián)電容 分組投切的因此只能使電壓 U2在一定范圍內(nèi)接近額定值， 無(wú)功 Q1在一定范圍內(nèi)接近 0，功率因數(shù) cosφ1在一定范圍內(nèi)接近 1。 變電站電壓無(wú)功綜合控制的控制要求 1） 保證 電壓合格 主變壓器低壓母線電壓 U2必須滿足： UL≤U2≤UH（ UH、 UL 是規(guī)定的母線電壓上下限），并 盡量使負(fù)荷電壓偏差 │ ULDULDN│ 最小。 由于 負(fù)荷是隨機(jī)變化的，母線上電壓也是不定的， 因此 允許各電壓中樞點(diǎn)的電壓在一定范圍內(nèi)。 2） 維持 無(wú)功基本平衡， 使 系統(tǒng)的功耗盡量減小 為了保證電壓合格， 就必須 保證系統(tǒng)的無(wú)功分布平衡， 使 通過(guò)變壓器的無(wú)功盡量少，這 是前提條件。 從變電站電壓無(wú)功綜合控制的角度， 通常 要求主變壓器高壓側(cè)注入無(wú)功功率 Q1必須滿足 QL≤ Q1≤ UH（ QH、 QL 是規(guī)定的無(wú)功上下限）， Q1越接近 0 越好， 一般 情況下應(yīng)使流入變電站的無(wú)功大于 0， 即 無(wú)功不反饋； 或 主變壓器高 壓側(cè)功率因數(shù) cosφ1必須滿足 cosφL≤ cosφ1≤ cosφH（ cosφH、 cosφL是規(guī)定的功率因數(shù)上下限）， cosφ1越接近 1 越好。保持無(wú)功平衡對(duì)保持電網(wǎng)穩(wěn)定性、 減少 網(wǎng)損十分有益。 在 保證電壓合格的前提下， 使 網(wǎng)損盡量小也應(yīng)作為一條控制要求。 有時(shí)候 為保證電壓合格，常采用強(qiáng)行調(diào)節(jié)的措施， 如 當(dāng)分接開(kāi)關(guān)調(diào)劑次數(shù)達(dá)限或閉鎖時(shí)， 常 采用強(qiáng)投強(qiáng)切電容器組的方法來(lái)保證電壓質(zhì)量， 以 犧牲無(wú)功和網(wǎng)損合格率為代價(jià)。 3）盡量減少控制設(shè)備的動(dòng)作次數(shù) 由于變壓器在電網(wǎng)中的重要地位，應(yīng)對(duì)其加以保護(hù)。 在 有載調(diào)節(jié)分接開(kāi)關(guān)時(shí)， 由于 會(huì)出現(xiàn)短時(shí) 的短路而產(chǎn)生電弧，會(huì)對(duì)分接開(kāi)關(guān)的機(jī)械和電氣性能產(chǎn)生影響 。有資料顯示， 有載 調(diào)節(jié)變壓器 80%的 故障是由于分接開(kāi)關(guān)引起的 [3]， 因此 變電站要嚴(yán)格限制分接頭的單位時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作次數(shù)，同時(shí)也對(duì)電容器組的單位時(shí)間內(nèi)的投切次數(shù)做出限制。 因此 在控制策略上應(yīng)盡量使日動(dòng)作次數(shù)越少越好。 變電站電壓無(wú)功綜合控制的控制模式 變電站電壓無(wú)功綜合控制系統(tǒng)的調(diào)控考核對(duì)象之一是無(wú)功指標(biāo)， 即 可以取主變高壓側(cè)華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 或 低壓側(cè)） 無(wú)功功率 ， 也可以 取主變高壓側(cè)（ 或 低壓側(cè)） 功率因數(shù) ， 分別 可以稱為“ 電壓 無(wú)功功率控制” 模式 和“ 電壓 功率因數(shù) 控制” 模式 。 對(duì)于 這兩種控制模式的特點(diǎn)分析、對(duì)比 ， 詳見(jiàn) 章節(jié) 。 九區(qū)圖控制策略原理分析 控制策略師變電站 VQC 調(diào)節(jié)的基本準(zhǔn)則。 由于 變電站電壓無(wú)功綜合控制是一個(gè)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(shí)際投用的基本要求之一。 可以將變電站看作是電力系統(tǒng)的一個(gè)元件， 其 電壓和無(wú)功流動(dòng)與系統(tǒng)是相互影響的， 因此 在控制策略上 VQC 必須滿足變電站調(diào)節(jié)電壓和平衡無(wú)功的要求， 同時(shí) 還要盡量減少有載調(diào)壓變壓器分接開(kāi)關(guān)和電容器組的動(dòng)作次數(shù)， 另外 還要服從系統(tǒng)運(yùn)行的需要。 傳統(tǒng)的 VQC 控制系統(tǒng)都是基于傳統(tǒng)九區(qū)圖的控制策略， 控制 裝置根據(jù)電壓、 無(wú)功 、時(shí)間 、負(fù)荷率、 開(kāi)關(guān)信息 、 有載變壓器 分接開(kāi)關(guān)檔位和電容器組投切開(kāi)關(guān)狀態(tài)等多因素進(jìn)行綜合判斷， 根據(jù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前的運(yùn)行區(qū)域， 再 按照一定的給定規(guī)則，閉環(huán)的控制站內(nèi)并聯(lián)電容器組的投切和變壓器分接開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)， 以 最優(yōu)的控制順序和最少的動(dòng)作次數(shù)使運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入正常工作區(qū)域。 圖 23 所示是傳統(tǒng)九區(qū)圖示意。 其中 UH、 UL 是規(guī)定的母線電壓上下限， QH、 QL是規(guī)定的無(wú)功上下限， cosφH、 cosφL是規(guī)定的功率因數(shù)上下限。 圖 23 九區(qū)圖示意 圖 傳統(tǒng)九區(qū)圖的基本原理 傳統(tǒng)的九區(qū)圖控制策略是按照 固定的電壓和無(wú)功（功率因數(shù) ） 上下限將電壓 無(wú)功 平面劃分為 9 個(gè)區(qū)域，如圖 23 所示。根據(jù) VQC 的調(diào)控要求， 應(yīng)將 受控母線電壓控制在規(guī)定的電壓上下限之間， 確保 電壓合格， 同時(shí) 盡量使無(wú)功控制在規(guī)定的無(wú)功上下限之間， 如果 電壓、 無(wú)功 不能同時(shí)達(dá)到要求， 則 優(yōu)先確保電壓合格。 九區(qū)圖 各區(qū)域具體的綜合控制策略 如表 21 所示 [4] [5]： 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 21 九區(qū)圖綜合控制策略示意表 無(wú)功功率下限 無(wú)功功率上限 8 區(qū) 切電容 無(wú)電容可切，升檔降壓 1 區(qū) 升檔降壓 在最高檔，強(qiáng)切電容 2 區(qū) 升檔降壓 在最高檔，強(qiáng)切電容 7 區(qū) 切電容 無(wú)電容可切，維持 9 區(qū) 不動(dòng)作 逆調(diào)壓原則調(diào)整電壓下限 3 區(qū) 投電容 無(wú)電容可投，維持 6 區(qū) 降檔降壓 在最低檔，強(qiáng)投電容 5 區(qū) 降檔降壓 在最低檔，強(qiáng)投電容 4 區(qū) 投電容 無(wú)電容可投，降檔升壓 功率因數(shù)上限 功率因數(shù)下限 九區(qū)圖的電壓、無(wú)功上下限一般在某個(gè)負(fù)荷時(shí)段取固定值，并按逆 調(diào)壓原則自動(dòng)調(diào)整電壓下限值。變電站如何越大、電壓下限值越高，即在高峰負(fù)荷時(shí)適當(dāng)提高運(yùn)行電壓，將電壓下限值提高；同理，在低谷負(fù)荷時(shí)候適當(dāng)降低運(yùn)行電壓，將電壓下限值降低。 基于九區(qū)圖策略的 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(shí)現(xiàn)了無(wú)功就地平衡，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(yùn)行要求。 傳統(tǒng)九區(qū)圖的缺陷分析 由于電壓、無(wú)功上下限都是固定值，未充分考慮電壓、無(wú)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(wú)功同時(shí)滿足要求，只能使運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入相 鄰區(qū)域，而不能夠直接進(jìn)入 9 區(qū)，從而增加了受控設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)。 (a) 恒定阻抗負(fù)荷模型 (b) 恒定功率負(fù)荷模型 (c) 振蕩動(dòng)作示意 圖 24 九區(qū)圖不合理動(dòng)作示意 如圖 24(a)所示， QL≤ 0，變電站負(fù)荷取恒定阻抗模型。 6 區(qū)采用的降檔升壓策略，在提高電壓的同時(shí)卻使無(wú)功功率在一定程度上受到惡化，因此運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)去 7 區(qū)而不可能直接進(jìn)入 9 區(qū)。當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)位于 5 區(qū)中無(wú)功功率為負(fù)值的 S 區(qū)時(shí)，降檔可能會(huì)使無(wú)功功率越下限，運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入 7 區(qū)或 6 區(qū)。又如 4 區(qū)采用的輔助策略降檔升壓，在提 高電壓的同時(shí)會(huì)使感性無(wú)功功率數(shù)值增大，因此運(yùn)行點(diǎn)將進(jìn)入 3 區(qū)。 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 如圖 24(b)所示， QL≤ 0， ΔUumin 為調(diào)節(jié) 1 檔分接頭所引起的無(wú)功功率最小變化量，變電站負(fù)荷
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