摘 要：維持電力系統的電壓在允許的范圍內變動，對保障電力負荷的正常運行和系統自身的安全至關重要，而電壓水平則是與無功功率的平衡密切相關，控制無功補償的電容器投切，可以改變網絡無功功率分布，改善功率因素，減少網損和電壓損耗，本文介紹一種新型的基于工控工作站的電壓和無功自動調節裝置。

　　關鍵詞：電力系統 電壓和無功 自動調節 VQC自動裝置 控制策略

　　一、前言

　　維持電力系統的電壓在允許的范圍內變動，對保障電力負荷的正常運行和系統自身的安全至關重要，而電壓水平則是與無功功率的平衡密切相關，控制無功補償的電容器投切，可以改變網絡無功功率分布，改善功率因素，減少網損和電壓損耗，對此要求電力系統的無功盡量的保證就地平衡。以前的控制手段是手動調節，隨著電力自動化程度的提高，現在使用較為普遍的是由微處理器構成的自動調節裝置來完成，該類型的裝置在手動的調節上有了進步，但它仍有著以下主要缺陷：

　　1、控制方式有限，在有限的方式外不能根據具體的要求設定。

　　1、結構簡單，主要由工控工作站、接口機箱和打印機構成。

　　2、軟件采用面向對象技術和模塊化設計，向用戶提供了最優的人機界面。

　　(2)運行方式識別

　　對于雙卷變的變電站，當低壓側母線之間有連通時為變壓器“并聯”運行方式，當低壓側母線之間無連通時為變壓器“獨立”運行方式。

　　對于三卷變的變電站，當中壓側或低壓側母線之間有連通時為變壓器“并聯”運行方式，當中壓側和低壓側母線之間均無連通時為變壓器“獨立”運行方式。

　　(3)運行區域識別

　　對于雙卷變的變電站，以高壓側判無功，以低壓側判電壓。

　　對于三卷變的變電站，以高壓側判無功，以目標側判電壓。

　　雙卷變的變電站，目標側為低壓側。三卷變的變電站，目標側為中壓側或低壓側可由用戶設定。

　　3、目標側的控制：

　　變電站運行狀態可分為九個大區域和兩個小區域，如圖2所示。圖中縱坐標為目標側電壓U，橫坐標為變壓器無功Q。+U表示目標電壓的上限;-U表示目標電壓的下限。+Q表示無功上限，系統向變電站輸送無功(無功不足，COSΦ滯后);-Q 表示無功下限，變電站向系統倒送無功(無功過剩，COSΦ超前)。整個平面由以下四條直線，即+U、-U、+Q、-Q分為九個大區域。中間0區為電壓和無功均合格區，其余八個區為控制區。裝置默認的控制策略[1]如表1所示。

　　9區和10區為防振區，一般不加控制。

　　-1區為電壓越極限區，此時閉鎖變壓器和電容器的所有控制指令。

表1 裝置默認控制策略

　　以上控制策略是最基本的，用戶亦可根據實際需要自己設定。

　　裝置的目標電壓上下限和無功上下限不是固定不變的，它每天可分成若干段，每段的起止時間和電壓無功上下限均可任意設定。

　　4、輔助側的控制：

　　對于三級電壓的變電站，先對目標電壓側采取九區圖控制策略，當目標側母線電壓、無功都處于正常區域后，才轉而對另一側電壓進行輔助控制。若輔助側電壓越限，就充分利用并聯補償電容器的作用，盡可能把輔助側的電壓也控制合格范圍內，輔助側按電壓上下限僅進行電容器投切控制。輔助側電壓越上限時切相應母線的一組電容器，輔助側電壓越下限時投相應母線的一組電容器。中壓側為目標側還是低壓側為目標側可根據用戶需要設定。

　　5、電容器投切優先級：

　　先按平衡原則選擇母線，同一條母線下可選擇按默認輪換方式或按優先級設置方式選擇電容器。

　　6、全面的閉鎖和報警功能[2]：

　　(1)母線電壓越極限時(此時運行區域判定為-1區)，閉鎖相關變壓器和電容器的控制指令，發報警信號。電壓恢復正常時自動延時解除閉鎖和報警。

　　(9)變壓器出現連調故障(同方向連調次數達極限)時，閉鎖該變壓器在同一方向的調檔指令，直至該變壓器出現反向調檔時解除閉鎖。