計算機技術在電壓無功方面的應用論文

論文導讀：從改善電能質量和節約人力方面比較電壓無功優化自動控制裝置具有不可比擬的優勢。透過一系列自動化技術將其功能整合在一起。自動化，計算機技術在電壓無功方面的應用。

關鍵詞：計算機技術，電壓無功，自動化，應用

隨着社會經濟的飛速發展，居民和各類企業對供電質量和可靠性的要求日益提高，從改善電能質量和節約人力方面比較電壓無功優化自動控制裝置具有不可比擬的優勢，已逐步取代原來透過值班員手動調節檔位和投切電容器來調整電壓的方式，在維繫電力系統穩定中的作用已充分展示出來。論文參考，自動化。電壓無功優化自動控制裝置由大量的數據採集、數據計算、數據傳輸、數據控制、程序執行元件組成，透過一系列自動化技術將其功能整合在一起，因此，瞭解電壓無功優化自動控制中的自動化原理對於研究電壓無功優化自動控制有着十分重要的作用。爲此本文着重分析了電壓無功優化控制中的自動化技術。

一、自動控制系統的結構

（一）調壓方式

無功優化控制系統設計在設定母線電壓限定範圍後，自動對高峯負荷時段、低谷負荷時段的電壓值進行適當調整，以保證在合格範圍內的電壓滿足逆調壓方式。論文參考，自動化。當電壓超出額定範圍時，則與同級和上級變電所的電壓進行比較，然後判斷出應該調節同級還是上級變電所的主變檔位。

（二）調整策略

電壓無功優化自動控制包含兩個方面，分別是電壓優化和無功優化：

1、電壓優化

當母線電壓超上限時，首先下調主變的檔位，當不能滿足要求時才切除電容器；當母線電壓超下限時，首先投入電容器，當不能滿足要求時再上調主變檔位，總之要確保電容器最合理的投入。

2、無功優化

當系統電壓保持在限定範圍內後，透過系統的自動控制，決定各級變電所電容器的先後投入，使得無功功率的流向最平衡，最能提高功率因數。

二、自動化數據採集、計算和傳輸

作爲一個自動控制系統，全面的數據採集是整個控制過程最關鍵的一部，其採集數據的精度和安全直接影響整個系統的精度和安全。論文參考，自動化。一個完善的無功優化自動控制系統應該能實時自動的從調度中心、各監控站採集電網電壓、功率、主變檔位、電容器執行狀態等數據並能確保當遙測遙信值不變時不與SCADA系統進行數據傳輸，減少系統資源佔用。

在採集到實時數據後，過往的自動控制系統都是透過“專家系統”對數學模型進行簡化和分解，然後利用潮流計算和專家系統等方法進行求解。隨着自動化技術的高速發展，自動控制系統能夠突破優化計算難於尋找工程解的難題，採用模糊控制的算法，充分考慮諧波，功率因數擺動，電壓波動和事故閉鎖等因素，透過一系列精密芯片的配合計算出使電網電能損耗最小的變壓器檔位、電容器投入量和電網最優執行電壓以供控制部件執行。

系統在數據傳輸上使用只與內存交互數據而不存取硬盤的內存數據庫技術，既提高了數據的存取速度，又節省了硬盤使用。爲了提高傳輸效率，系統還會根據傳輸數據的類型和要求的不同，自動採用不同的傳輸協議：使用TCP/IP協議傳輸大量的重要數據，使用UDP協議傳輸少量的廣播數據。在數據傳輸準確度方面，子站在接受到數據後會自動向主站發送反校信號，以驗證所受數據的準確性。

三、系統的自動控制

電壓無功優化控制的基本過程如下：首先是主站控制系統進行電壓無功計算，然後把計算得到的各級變電所的功率因數、電壓的區域無功定值結果透過光纖通道傳達至各級變電所的電壓無功控制系統。各級變電所的控制系統週期性的.把本站的功率因數、電壓和接收到的定值結果比較，以判斷是否越限。

爲了保證電網損耗最低，主站的控制系統要不斷跟緊電網執行方式的變化，隨時計算出最新的區域無功定值結果並傳達至各級變電所的電壓無功控制系統。由於主站的控制系統計算最初的區域無功定值時需要一定的時間，這就會造成各級變電所從啓動控制系統至接收到第一個信號間有一個時間段，系統定義這段時間內的定值是按照本地系統執行的。論文參考，自動化。

當主站系統遇到特殊情況（如有影響電網拓撲結構的遙信變位發生）時，能夠即時撤銷子站控制系統當前正在執行的區域無功定值。子站控制系統即以本地無功定值執行，待再次受到主站重新計算的定值時才轉以新定值執行。論文參考，自動化。子站控制系統實時監視主站的定值下傳通道是否正常，通信異常時，立即改爲執行本地定值，直至通道恢復正常。論文參考，自動化。

四、系統自動化的安全保證

目前國內的一些系統僅僅只做到了一層閉環控制，安全可靠性根本無法保證。而隨着自動化技術的發展，最新的系統則是採用主站和子站同時的雙層實時閉環反饋控制結構。實驗證明由於採用了雙層實時閉環反饋控制結構，當執行中發生用戶定義的需要閉鎖的異常事件時，控制系統能夠立即執行閉鎖，符合電網結構和調度執行特點，適合各種大小電網的安全可靠執行，能更有利地保證提高電網的電能質量，其具體的安全策略如下：

自動估算電網電壓，使電容器平穩投切，避免出現振盪；自動估算電壓調節後的無功變化量，使主變檔位平穩調整，避免出現振盪。

當需要調節的變電所的主變並聯執行時，爲了避免出現其中一臺主變頻繁調節的情況，首先調節據動率較高的那臺主變的檔位。應對於主變和電容器出現的異常情況，系統能夠自動減少主變檔位調整次數，使設備壽命增加，電網安全得到保證。當遭遇設備異常時，系統自動閉鎖，而且必須人工手動來解除封鎖。具體的異常情況有：電容器或主變檔位異常變位；系統需要採集的數據異常；系統數據不重新載入。特別的當發生10kV單相接地時，系統自動閉鎖電容器的投切。爲避免採集到的數據不準確，系統採用同時判斷遙測數據和遙信數據的方式，提高了採集數據的準度。

五、結論

本文透過對電壓無功優化控制系統的淺要介紹，分析了其包含的自動化技術，從一個側面反映了我國電力系統自動化科技的發展，也展現了電力行業專業人才的卓越才能。本文對電壓無功優化控制系統從設計思想，系統構成方面進行的論述，可作電力專業的教輔材料，也可供電壓無功優化控制裝置設計和執行參考。

參考文獻

[1]鄭愛霞，張建華，李銘，李來福，吳強.地區電網電壓無功優化控制系統設計及