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摘要：該文首先介紹了地區電網無功優化功能的含義，重點論述了地區電網無功優化功能實用化過程中出現問題的解決方法，最后提出了地區電網無功優化系統的最佳方案。
關鍵詞：VQC 地區電網 檔位變送器
電力系統電壓/無功優化控制是指在保證滿足運行約束的同時，用盡量少的無功投入（或盡量少的無功補償設備投資），最大限度地改善電壓質量、降低網損。電力系統電壓無功優化控制主要是通過調整發電機的端電壓、變壓器分接頭位置、無功補償設備等手段來實現的。電力系統電壓/無功優化問題分成規劃和運行優化與控制兩類。規劃問題計算無功補償設備的最優安裝位置、類型和容量，以達到節省投資費用的目的。運行優化與控制問題認為無功補償設備的配置已定，需要根據實際負荷的變化，確定無功補償設備的投切方案和變壓器分接頭位置等，以達到在滿足電壓質量要求的情況下，網損最小，或能耗最小，或運行費用最小的目的。
1 目前存在的問題
首先，過分強調主站功能,對站端監控裝置缺乏重視。目前投入運行的地區電網無功優化系統的控制過程是：通過SCADA系統收集信息，由主站根據分析結果發出控制命令，通過站端監控裝置執行。站端監控裝置只要實現四遙功能即可，即站端監控裝置本身不具備分析功能。
其次，信息量采集不全,尤其是主變檔位信號。
2 解決方案
2.1 站端監控裝置的問題
站端監控裝置應該是一個有多輸入/多輸出的閉環系統。該系統需要連續地對各母線電壓和主變各側電流進行交流采樣，計算出電壓、有功功率、無功功率和功率因數，分析電壓水平和無功平衡狀況。同時采集變電站內相關斷路器和隔離開關的狀態信息，能夠在失去上級控制后，分析本變電站運行方式和結線狀況，得出投切電容器組、調節分接頭開關檔位的控制策略，達到保證電壓合格率和無功就地平衡的目的。
對站端執行機構的基本要求如下：
2.1.1 數據精度和準確性
要對采集到的數據進行數字濾波處理，以及真偽判斷等抗干擾措施，保證進入策略的數據正確無誤。
2.1.2 控制策略正確、合理
分析電壓、有功功率、無功功率、功率因數，以及變電站運行方式和結線狀況，確定符合當時運行方式的控制策略。
2.1.3 延長控制設備的使用壽命
保證對控制設備的動作次數不能超過限值，同時要使動作次數盡量地少。
2.1.4 控制操作的安全性和可靠性
控制操作的安全性和可靠性應在裝置的硬件、軟件和執行機構等各個環節加以保證，保證控制操作正確無誤。
2.1.5 控制故障的閉鎖及提示
在輸出控制命令之前，必須檢測各類閉鎖條件（如總告警信號、諧波超標、執行電路出錯、遙信變位、主變過流、系統電壓嚴重超標等）。當閉鎖條件滿足時，立即取消控制命令，并給出閉鎖提示信息。
2.1.6 拒動和滑檔處理
當對電容器組和主變分接頭的控制命令發出后，監測電容器組的狀態和主變分接頭開關檔位是否變化,如果沒有變化，則提示該設備拒動。如果主變分接頭開關檔位越過了預定的控制檔位，則提示該主變分接頭滑動，同時發生控制命令，切斷分接頭開關操作機構的電源。
2.1.7 運行方式的自適應
變電站中主變的個數可以是1臺、2臺甚至3臺，母線有單母、雙母、雙母帶旁路等不同的運行方式，對控制設備的使用不同，控制策略也不同。因此，要能自動地識別不同的運行方式，制定不同的控制策略。
2.1.8 自診斷和自恢復
裝置要做到板級故障診斷，板內部分部件故障自診斷，當干擾使軟件運行異常時，能自動恢復正常工作。
2.1.9 預留通信接口
預留的通信接口可以用RS-232/422/485方式與站內的RTU、綜合自動化系統以及調度中心進行通信，使得該裝置既可以獨立工作，又可統一管理。
2.2 檔位問題
根據現場經驗，地區一級電網無功優化系統110 kV以上等級的變電站主變檔位必須采集。在衡水電網無功優化功能實用化過程中，出于對現場原運行設備的可靠性及安裝改造的方便性的需要，更考慮到改造后原設備及增加設備的安全運行可靠性的需要，筆者自行設計一套檔位變送器，現將主變分接頭改造方案綜述如下:
原現場運行檔位顯示器不予改造，可正常使用。在檔位信號輸入端子處并出信號（AC 24 V電壓信號），接入主變分頭信號轉換裝置輸入端子，AC 24 V變壓器檔位信號經過 PTC、TVS防過壓、過流保護電路，進入整流橋整流濾波輸出20 V至30 V直流信號，經過1 kW電阻限流驅動直流 24 V繼電器，使流過繼電器線圈的電流為12 mA，使繼電器吸合。其兩組開接點可分別單獨送出兩組空接點，一組變壓器檔位分接頭接點供RTU遙信采集使用，另一組變壓器檔位分頭接點還可以供VQC遙信采集使用。其工作原理見圖1。
? 2.2.1 檔位變送器的技術要點
·PTC：電子拒合開關，也稱“電子保險”，是防止過壓、過流保護運行設備及元器件免受沖擊，隔離故障點，故障恢復時能自動接通運行設備及元器件。
·TVS：防浪涌元件，保護元器件以防沖擊損壞，吸收過流、過壓能量。
·有源信號轉換：將交流電壓信號經過特殊整流、穩壓、限流處理，轉換成恒定直流量，供信號驅動使用。
·微型信號傳感器：將直流信號轉換成雙開接點供VQC及RTU采樣使用。
·檔位指示燈：并在分頭檔位顯示器前端，用來指示檔位信號供參考、維護。
2.2.2 檔位變送器的優點
·首先在設計上筆者先后征求了設計、保護、變電站值班員及廠家的意見，保證了設計的合理性。其次施工方便、簡單，不用停電和打孔（如果更換市場現有的產品就不會如此）。
·用于無人值班站就更有優勢（比遙測和BCD碼方式），因為主變調檔時會滑檔，表現為檔位消失或連動，遙控程序一般是當檔位消失或有兩個檔位時禁止遙控，這時可用人工置位遙信使檔位恢復，繼續調檔，不必到現場人工處理。
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