变电站综合自动化系统课件

1、变电站电压无功控制分析10/5/20221摘要：介绍了变电站电压和无功控制的方法和调控原则，以及电压无功自动控制装置（VQC）的原理以及应用。关键词：电压无功 VQC10/5/20222前言 随着对供电质量和可靠性要求的提高，电压成为衡量电能质量的一个重要指标，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行具有重大影响。无功是影响电压质量的一个重要因素，保证电压质量的重要条件是保持无功功率的平衡，即要求系统中无功电源所供应的无功功率等于系统中无功负荷与无功损耗之和也就是使电力系统在任一时间和任一负荷时的无功总出力(含无功补偿)与无功总负荷(含无功总损耗)保持平衡，以满足电压质量要求。 10/5/2022

2、31.电压无功控制的方法和原则 变电站调节电压和无功的主要手段是调节主变的分接头和投切电容器组。通过合理调节变压器分接头和投切电容器组，能够在很大程度上改善变电站的电压质量，实现无功潮流合理平衡。调节分接头和投切电容器对电压和无功的影响为：上调分接头电压上升、无功上升，下调分接头电压下降、无功下降（对升档升压方式而言，对升档降压方式则相反）；投入电容器无功下降、电压上升，切除电容器无功上升、电压下降。10/5/20224变电站电压无功管理调控原则如下： a. 变电站电压允许偏差范围为：220kV变电站的110KV母线:106.7117.7kV；220kV、110kV变电站的10kV母线10.0

3、10.7kV。 b. 补偿电容器的投退管理原则：以控制各电压等级母线电压在允许偏差范围之内，并实现无功功率就地平衡为主要目标，原则上不允许无功功率经主变高压侧向电网倒送，同时保证在电压合格范围内尽量提高电压。一般情况下：峰期（7:00-23:00）应按上述要求分组投入电容器组，谷期（23:00-次日7:00）应按上述要求分组退出电容器组。10/5/20225 VQC可以自动识别系统的一次接线方式、运行模式，并根据系统的运行方式和工况以及具体要求，采取对应的优化措施，使电压无功满足整定的范围。同时VQC具有丰富的闭锁功能，保证系统安全运行，而且用户可以根据需要灵活配置相关遥信作为闭锁信号。对于电

4、容器组的投切，用户可以自行定义投切的顺序。 10/5/20227VQC的控制策略 VQC根据低压侧电压和无功（或功率因数）的越限情况，将控制策略划分为不同区域，在各个区域内采取相应的控制策略。除了常规控制模式，一般采取电容器优先模式，在实施调节策略之前，VQC根据给定的参数预测调节的结果，如果调节后会造成低压侧无功/功率因数越限、低压侧电压越限，则后台VQC会调整动作策略或不动作。 .10/5/20228 （3）当电压越下限，无功正常/功率因数正常时：上调分接头，如果分接头不可调则投入电容器；电容器优先模式则投入电容器，如果投电容器会导致无功/功率因数越限或者无电容器可投，则上调分接头，如果分

5、接头不可调，则强投电容器。 ( 4 ) 当电压越下限，无功越下限/功率因数越上限时:上调分接头，如果分接头不可调则投入电容器。 ( 5 ) 当电压正常，无功越下限/功率因数越上限，电压未接近下限时：切除电容器，若无电容器可切, 则不动作；电压接近下限时，如果有可切的电容器则上调分接头，否则不动作。 10/5/202210 (6) 当电压越上限，无功越下限/功率因数越上限时切除电容器，若切电容器会导致无功/功率因数反方向越限或者无电容器可切，则下调分接头，如果分接头不可调，则强切电容器 (7) 当电压正常，无功正常/功率因数正常时:中压侧越上限，下调分接头；中压侧越下限，上调分接头；中压侧电压正

6、常则不动作。10/5/2022114 VQC的应用效果及问题： VQC的应用，对保证电网良好的电压质量、优化电网无功潮流和电网经济运行等方面发挥了较大的作用。和传统的调压方式相比，具有以下明显优点： 按“逆调压”进行电压调整，提高电压合格率；平衡无功、使无功潮流合理，达到降损节能的目的；大大减小了运行人员日常调整电压、投切电容器组的工作量。但由于硬件问题、设10/5/2022125.电压无功综合控制方式 （1）集中控制。集中控制是指在调度中心对各个变电站的主变压器的分接头位置和无功补偿设备进行统一的控制。理论上，这种控制方式是维持系统电压正常，实现无功优化控制，提高系统运行可靠性和经济性的最佳

7、方案。但它要求调度中心必须具有符合实际的电压和无功实时优化控制软件，而且对各变电站要有可靠10/5/202214 性高的通道；在各变电站，最好要具有智能执行单元。但在我国目前各变电站的基础自动化水平层次不一的情况下，实现全系统的集中优化控制有较大的难度。现在一些地区调度中心，虽然也自称为对电压和无功可以实行集中控制，但实际上多数只是由操作员通过RTU执行机构，进行远方手动操作，既不能实现自动优化控制，也增加调度员的负担，这是目前集中控制普遍存在的一个问题。10/5/202215值班员的操作是很有意义的。但是，目前已实现的变电站分散控制，只能做到局部的优化，无法实现全局的优化控制。 （3）关联分

8、散控制。众所周知，电力系统是个复杂的互联系统，其潮流是互相关联的。电压水平是电力系统稳定运行的一个重要因素，在电力系统运行调度中，往往需要监视并控制某些中枢点电压和无功功率，使其维持在一个给定的范围内。如何维持这些中枢点的电压有多种调控决策需要选择。对各个变电站来说，也有各自的优化控制方案选择问题，同时10/5/202217还必须考虑许多实际问题。例如：一个220kV变电站，要使其中110kV侧母线电压调整至规定范围内，方法有多种，例如调整分接头位置或投、切补偿电容器，都可改变110kV的母线电压。到底采用何种调节措施，这必须通过判断和综合分析比较变电站的运行方式、运行参数、分接头当前的位置和

9、各组电容器的投、切历史以及低压侧母线的电压水平、负载情况等诸多因素后，才能选择最好的调节决策进行调节。这些调节方案的判断、决策，如果集中由调度中心的计算机负责，则必然造成软件复杂，而且不可能对各变电站因地制宜地考虑得10/5/202218 那么细致。因此，最好的控制方式是采用关联分散控制的方式。 所谓关联分散控制该方式是指电力系统正常运行时，由分散安装在各厂、站的分散控制装置或控制软件进行自动调控，调控范围和定值是从整个系统的安全、稳定和经济运行出发，事先由电压无功优化程序计算好的，而在系统负荷变化较大或紧急情况或系统运行方式10/5/202219 发生大的变动时，可由调度中心直接操作控制，或

10、由调度中心修改下属变电站所应维持的 母线电压和无功功率的定值，以满足系统运行方式变化后新的要求。因此，关联分散控制最大的优点是：在系统正常运行时，各关联分散控制器自动执行对各受控变电站的电压、无功调控，做到责任分散、控制分散、危险分散；紧急情况下，执行应急程序，因而可以从根本10/5/202220 上提高全系统的可靠性和经济性。为达此目的，这就要求执行关联分散控制任务的装置，除了要具有齐全的对受控站的分析、判断和控 制功能外，还必须具有强的通信能力和手段。在正常运行情况下，能把控制结果向调度报告。系统需要时，能接受上级调度下达的命令，自动修改和调整整定值或停止执行自己的控制规律，而作为调度下达调控命令的智能执行单