淺談變電站無功電壓控制

南洲江

摘 要：本文主要介紹了變電站無功電壓控制的現狀，闡述了當前我國典型的幾種電壓無功控制的策略，且對其中的一些問題進行闡述，為變電站無功電壓控制的研究提出合理依據。

關鍵詞：變電站；無功電壓；控制

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

電壓的穩定不但能夠保障電力系統安全運行，而且對國民經濟正常的生產也有著極為重要的作用。穩定的電壓可以延長電力設備的使用壽命，也能夠提高電能的質量。隨著電站負荷的加劇，其電壓與無功調節的需要愈加頻繁，這對變電站無功電壓控制的考驗也更加嚴峻。

一、變電站無功電壓控制的重要意義

電能質量的標志是電壓，若電壓的偏移額定制較大，將會極大的縮短用戶家電的使用壽命，影響家電正常工作，甚至還對電力系統穩定運行造成一定的阻礙。經研究分析表明，電壓偏移是因為電力系統無功率分布不均勻而導致，所以電壓調整便是針對無功功率合理分布的問題。我國電力系統的電壓調整采用有載電壓變壓器分接頭位置，從而造成變壓器的變比改變；另外一種方法便是投切并聯電容器組，最后對無功電壓進行無功補償，這兩種方法仍舊存在著一定的局限性，變電站電壓的調整需要人工來進行完成，人工操作難以準確合理的調節、自動調控裝置僅僅只針對電壓無功進行獨立調節，并未將無功電業和自動調節相結合，若無功電壓調節次數過于頻繁，將會增大變壓器的負擔，從而降低供電可靠性。

二、變電站電壓無功控制策略

1 按功率因數進行控制。根據功率因數的大小來對電網無功電壓進行控制，根據電網中可以放映出電流和電壓相位差功率的因數來控制信號，控制并聯的電容器投切，然后達到無功補償的目的，這種較為傳統的無功電壓控制方法雖然有很多優點，但卻不能全面對無功電壓進行控制，功率因數只是影響無功分量的一個因素，而且功率因數的大小并沒有直觀的放映出無功缺額的大小，按功率因數大小來控制無功電網這種策略極易導致控制系統的投切震蕩，從而使控制系統使用壽命和可靠性大大降低，對于電網以及用戶家電的正常運行造成了極為不利的影響。

2 根據母線電壓來對無功電壓進行控制。根據母線電壓的高低來進行無功電壓控制，無功功率的波動往往會導致電網電壓的波動，一些針對電壓有著嚴格要求的變電站，僅僅以母線電壓的高低來對供電站無功電壓進行控制，沒有真正的考慮無功電壓平衡的基本條件，這種片面的判斷方法容易導致并聯電容的自動投切在變電站中的補償效果并不明顯，這種按母線電壓高低來進行無功控制的方法，存在著一定的局限性。

3 按照九區圖進行綜合控制。九區圖電壓控制是無功電壓控制的方法之一，是根據變電站的運行方式，運用實時監測以及對電壓的判斷從而構成變電站無功電壓控制的策略。綜合邏輯判斷是根據固定無功和固定電壓上下的特性，將無功電壓與憑借分成九個區域，在每一個區域之內采用不同的控制策略，在電容器組以及有載調壓變壓器控制時，九區圖控制的原理較為清晰，而且能夠輕易的實現，然而這種九區圖控制卻有一個前提，那便是固定電壓無功的上下線，而且沒有充分考慮到電壓影響和相互協調之間的關系，在分析運算的過程中，實時數據太過于分散和隨機，導致控制的不確定性，容易出現設備投切極為頻繁。

4 模糊邏輯無功電壓控制。模糊理論經常解決不同量綱、不確定、相互沖突多目標優化的問題，所以運用模糊理論方法解決變動站無功電壓的問題效果較為突出，模糊控制算法一般要按照幾個順序來進行，首先確定電壓控制的輸入輸出信號；其次確定信號的模糊集；再次確定電容器組和有載調壓的分接頭；最后確定和選擇模糊邏輯算法。然而模糊理論同樣具有一定的片面性，信息的模糊處理直接導致控制系統精確度降低，而且缺乏系統的設計方法，很難定義精確的控制目標，在選擇控制規則、選取論域、選擇量化分子以及定義模糊集等多采用試湊法，對于一些復雜的控制系統效果并不明顯。

三、針對人控智能無功控制有關策略

1 專家系統無功電壓控制。推理結構和知識庫共同組成專家控制系統，根據某一領域中權威提供的一些專業知識，進行準確推理，模擬出權威專家做決策的整個過程，專家系統提供專家級別水平的解決方案，讓調度的工作人員在運用信息化技術時，也能夠借鑒人類專家系統分析來增強控制的結果，就目前而言，專家系統存在著一定的片面性。如當系統的規則較多、規模較大時，推理的速度就會受到一定的限制、某些轉接缺乏一定的經驗，處理一些新問題的能力有限以及兼容性較差等，在系統出現故障時，系統參數變化較大，優勢可能會給出一些錯誤的策略、建造大型的專家系統，耗費的時間較長，而且知識的校對以及獲取都有一定的難度。

2 人工神經網絡的電壓無功控制。人工神經網絡的電壓無功控制主要是運用了神經網絡特點，總結出一種神經網絡無功電壓綜合性的智能策略，神經網絡的輸入包括了有功與無功、低壓側與高壓側等，輸出主要包括接頭位置以及并聯的電容器開關狀態，訓練樣本則主要是根據變電站監控系統中一些相關的歷史數據，這種辦法雖然綜合考慮了電壓控制與無功電壓的權重，取得了一定程度的控制，但仍舊存在一定的局限性，如學習的速度較為緩慢而且訓練的時間很長，不易收斂局部幾點較少，系統結構若是發生變化，就要對新樣本進行重新學習，提供不了相關信息，無法幫助工作任運進行正確的推斷，輸出結果不易理解。

3 人工智能方法的點發無功控制。人工智能為解決電壓無功問題拓展了新思路，不同特性的人工職能對于所解決問題的側重點自然有所區別，取得的效果也有所差異，所以人們才將能夠解決無功電壓的各種方法綜合在一起，去其糟粕取其精華。將模糊理論和專家系統緊密結合，同時克服模糊技術建模困難、學習能力較差的缺點，主要是以專家系統中所形成的知識庫作為無功電壓控制的重要依據，以模糊機構來進行控制，保證了專家系統規則能夠合理的推理以及生產操作指令。

結語

變電站無功電壓控制對國民經濟有著重要影響，本文深入研究了變電站無功電壓控制的問題和意義、變電站電壓無功控制策略，主要策略有按功率因數控制；按母線電壓控制；九區圖綜合控制；模糊邏輯無功電壓控制；專家系統電壓無功控制；人工神經網絡電壓無功控制；人工智能方法的點發無功控制，這些針對變電站無功電壓控制的策略各有優缺點，希望有關工作人員在實際操作中應該用其所長，避其所短。

參考文獻

[1]彭永葆.淺談變電站電壓無功控制策略[J].工程技術，2013（11）.