電網自動電壓控制系統的設計與應用

郭禹婷，關煥新

（沈陽工程學院，遼寧 沈陽 110136）

電網自動電壓控制系統的設計與應用

郭禹婷，關煥新

（沈陽工程學院，遼寧 沈陽 110136）

隨著電網調度自動化、信息化、互動化水平的顯著提高，在調度控制中心建設自動電壓控制系統，實現配電電網電壓自動化已經成為共識。對自動電壓控制系統原理和方法進行分析，并對電網自動電壓控制系統進行開發，通過Visio軟件的擴展功能，完成了自動電壓控制系統的設計。

電網；自動電壓控制系統；軟件開發

1 基本原理

電網中的電壓水平和無功功率是緊密相關的，兩者的控制相輔相成。為了維持電力系統電壓的穩定性，經常采用中樞點電壓管理、發電機一次調節、變壓器有載調壓、無功功率自動補償等控制手段［1］。隨著電力系統向大機組發電、大電網互聯方向的發展，相對孤立的簡單電壓控制方案已經不能有效維持電網電壓穩定，不能確保及時調節無功電壓自動控制系統，因此，電網自動電壓控制系統應運而生，從全電網角度出發，文獻［2］中提及通過實時監控受控中樞點電壓和網絡中的無功潮流，應用先進的分析系統，使用閉環控制原理，達到電壓優質和網損最小的運營目標。

1.1 無功電壓自動控制

無功電壓自動控制是當前電力系統的一項重要技術，對降低由于系統電壓波動引起的停電事故，提高電網供電質量和電氣設備運行的安全性，減少事故造成的經濟損失，減輕值班人員人工調整電壓的勞動強度，保證電網運行的可靠性、穩定性和經濟性具有重要現實意義。電網電壓自動控制系統工作流程如圖1所示。

圖1 電網電壓自動控制系統流程

其基本原理：電力系統調控中心從系統獲得實時釆集的遙信和遙測數據，具體包括保護和斷路器的實際動作狀態和節點電壓、支路功率等實際量測信息；將這些基礎數據傳輸到無功電壓自動控制系統，采用優化技術尋求最優解，形成最優方案，并將計算所得的系統無功潮流和節點電壓等信息傳遞到系統，通過高級應用平臺，利用遙控、遙調實現電力系統的遠程監控。

1.2 閉環控制系統

實現電網電壓的監測采用的是閉環控制系統。在閉環控制系統里，即使有干擾也能通過自身的調節保持原有狀態。實施閉環控制的抗干擾能力來自于反饋作用。文獻［3］中敘述了因為在組織形式上增設了一個反饋機構，把造成偏離目標的原因與一貫干擾的因素及時反饋給控制者，使決策控制層作出正確決策，隨時修正目標。閉環控制的優點是充分發揮了反饋的重要作用，排除難以預料或不確定的因素，使校正行動更加準確，更加有力，但缺乏開環控制的預防性。

2 系統開發

目前，電力企業所使用的具有圖形化功能的電力系統應用軟件，主要是用VC、Delphi或VB等工具開發的。以上開發模式開發周期較長、開發工作量大、實現的功能有限、后期維護困難［4－5］。本文開發的軟件基于Visio2003，充分利用了Visio2003的全部功能，利用VBA進行二次開發，大大減少了開發的工作量，縮短了開發周期，并且實現的功能較完善，后期維護簡單。

2.1 系統軟件

在Visio2003提供的開發平臺上，利用專業計算機技術和VBA開發技術對Visio2003進行二次開發。可以很方便地開發地區電網自動電壓控制系統，實現相應功能。該系統開發主要包括人機界面的開發、模具與窗體的設計、元件與運行參數的存取、電氣計算、結果輸出等幾部分。

2.2 仿真實現

本文研究開發的地區電網自動電壓控制系統軟件的主界面主要包括標題欄、菜單欄、工具欄、繪圖區和模具等，系統軟件用戶界面如圖2所示。

圖2 用戶界面

位于用戶界面最上方的是標題欄，其作用和office一樣，顯示應用程序的名稱，其基本操作同word一樣，標題欄的右端同樣有最大化、最小化和取消按鈕，標題欄的位置可以通過拖動鼠標來改變，不過要在窗口處于還原狀態下進行操作；標題欄下面是菜單欄，除了Visio基本菜單項外，還包括了本文所開發的菜單項，用鼠標點擊任一菜單命令，都會有1個下拉菜單彈出，用戶可以點擊相應的命令菜單完成指定操作；繪圖區是用戶進行編輯圖形的區域，可以建立圖形化模型并顯示運行結果；模具中主要存放已編輯好的圖形元件，通過拖拽將其放入繪圖區，并通過相應的連接來繪制地區電網變電站相應的電氣接線圖和地理接線圖，如圖3所示。

圖3 參數輸入窗體

設計窗體主要提供一種人機交互式界面，使用戶在繪制變電站電氣接線圖時方便輸入、修改、查詢和讀取主要電氣設備的基本參數和運行參數。窗體的功能主要是通過雙擊事件或在圖形上右擊顯示窗體事件完成。前者通過定義圖件Shape Sheet電子表中Events區的雙擊事件Events Dbl Click實現，或利用VBA編程，在圖件的This Document下寫一打開的響應窗體程序，以達到響應雙擊事件的目的；后者通過在Shape Sheet表中定義Actions區，編寫需要的指令，達到響應右擊顯示窗體事件的目的。

3 結束語

本文對電網自動電壓控制系統進行了分析，通過Visio2003軟件的擴展功能進行了系統開發與仿真。通過此軟件的開發使電氣接線圖和地理接線圖的繪制與儲存更加便捷，避免了大量數據或功率因數校正以及電壓校正在功率因數或電壓越限的情況下獨立進行的問題，提高了變電站的電壓管理水平、電壓質量以及電網運行的穩定性和經濟性。

［1］程浩忠，吳 浩.電力系統無功與電壓穩定性［M］.北京：中國電力出版社，1979：15－18.

［2］李玉廷.變電站電壓無功綜合控制系統的設計［D］.濟南：山東大學，1983：1－7.

［3］高冬娜.地區電網自動電壓控制系統設計及應用［J］.電力科學與工程，2003，19（6）：107－109.

［4］李學斌，韓洪剛，林 莘.超高壓耦合線路潛供電流計算及電抗器優化配置［J］.東北電力技術，2013，34（2）：5－9.

［5］張武洋，趙振宇，于同偉.基于SDH通道的PTP同步對時研究［J］.東北電力技術，2011，32（1）：37－40.

Design and Application of Power Automatic Voltage Control System

GUO Yu?ting，GUAN Huan?xin
（Shenyang Institute of Engineering，Shenyang，Liaoning 110136，China）

With the significantly increasing of the dispatching automation，information technology and interactive level，the power dis?tribution grid voltage automation has become a consensus in the dispatch control center building automatic voltage control system.the principle of automatic voltage control system and method are analyzed，the grid automatic voltage control system is developed by visio software extensions，the design of automatic voltage control system is completed.

Grid；Automatic voltage control system；Software development

TM761

A

1004－7913（2016）05－0017－02

郭禹婷（1991—），女，學士，主要從事配電自動化管理工作。

2016－01－29）