何湘阳[1]2008年在《基于TSC的电压无功优化控制装置的研究与设计》文中进行了进一步梳理电网电压无功控制问题是一个关系到系统电压稳定、保证电压质量、提高电网运行经济性的重大课题,一直受到电力系统运行人员和研究人员的关注。对于联系电网和用户的变电站来讲,通过合理调节变压器分接头和投切电容器组,在很大程度上可以保证电压质量的合格及无功的就地平衡。变电站电压无功综合控制既是变电站自动化系统必不可少的功能之一,也是区域网电压无功集中控制的重要组成部分。随着近几年电网改造在全国范围的展开,大部分带有电容器和有载调压变压器的变电站都装上独立的VQC。虽然这些装置在改善电压质量和降低网损等方面起到积极作用,但是在运行中也发现了一些不足和有待提高的地方。针对上述存在的问题,迫切需要设计一种能够适应变电站自动化系统和电压无功综合控制的需要,弥补当前控制装置存在的不足,利用模糊控制和计算机仿真技术,研制性能更加完善,实用性更强的变电站电压无功控制装置。通过分析目前变电站的电压无功控制情况,在满足“保证电压合格,无功基本平衡,尽量减少调节次数”的变电站电压无功综合调节的基本原则要求前提下,本文提出了基于TSC的电网电压无功优化方案,设计了结合模糊控制和专家系统这两种人工智能方法的控制器,既保留了模糊控制处理不确定性问题的能力,又可以充分利用专家系统的综合决策能力。论文以变电站为例,具体论述了基于模糊控制和专家系统的变电站电压无功控制系统的设计过程,并通过实例仿真对其效果进行了验证。根据电压无功控制装置的技术要求和控制功能,本文设计了一种采用工控机硬件平台和基于PSD芯片的单片机系统的新型半独立式VQC控制装置,完成了装置的硬件选型、调试和软件设计。样机的全面测试和试运行结果,表明该装置调节和控制方法合理、准确、可靠,可有效解决以往变电站电压无功控制装置由于控制策略和硬件的限制所产生的控制效果差、动作频繁、界面不友好等缺陷,其性能指标完全满足变电站运行需要,达到实用化要求。
曹亚旭[2]2010年在《变电站电压无功控制策略研究》文中认为随着经济发展和人民生活水平质量的提高,人们对电力的需求日益增长,同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。电压是衡量电能质量的一个重要指标,而网损也是电力企业的一项重要经济指标。地区电网全局电压无功优化控制系统是以提高电压合格率,降低网损为目标,从全局角度出发对地区电网进行优化,得到变压器分接头档位以及并联补偿电容器投切的方案。本文在着重分析实际工作中常用的传统九区图控制策略的基础上,提出了全新的九区图五区图组合控制策略,既可减少控制设备的频繁操作,又可保证全网电压的质量和全网潮流的最优分布。
董国庆[3]2013年在《枢纽变电站电压无功综合控制研究》文中指出枢纽变电站是汇集多个电源和联络线或连接不同电力系统的重要节点,是电力系统中的枢纽点。静止无功补偿器(SVC)因其对电压快速精准的调节能力及对系统安全稳定不可或缺的支撑作用在各级变电站中得到广泛应用。针对枢纽变电站内存在多个电压等级并考虑SVC的应用情况,本文分析投切电容电抗器、调整主变压器抽头位置及SVC的控制对变电站内电压无功的影响,提出一种并联电容电抗器及有载调压变压器与SVC的协调控制策略。协调控制策略以SVC对电压的动态快速调节能力为基础,给出SVC在不同输出状态下电容电抗器和变压器抽头位置的控制方案。考虑变压器的损耗,本文还提出一种变电站电压无功综合控制策略。综合控制策略在电压合格及SVC无功储备充足的前提下,以变压器有功损耗最低、高压侧母线电压波动最小为目标,通过在线优化计算和无功分配确定变压器抽头位置的调整、电容电抗器的投切及SVC的无功输出。以实际变电站为例对两种控制策略进行仿真,仿真结果表明采用协调控制策略能在电压合格的同时控制SVC的无功输出,保证SVC充足的无功储备。采用综合控制策略可对因系统负荷变化引起的无功和电压波动进行跟踪,进行在线优化计算,寻找约束条件下变压器损耗最小的控制方案并实施在线补偿,有效的降低变压器损耗。
李瑞桂[4]2012年在《农网低电压综合治理》文中认为我国农村电网低电压问题严重,影响了农民生活,抑制了农村的发展。究其原因发现,造成电压质量下降的主要原因是系统无功功率不足或无功功率分布不合理。因此要对症下药,解决农网低电压问题。查阅相关文献,研究目前电网中进行电压无功控制采用的理论和设备,及电压无功调节控制的新方法新思路。采用模糊无功调节判据的九区图控制策略,解决了部分区域调节振荡问题,能够在保持电容器调节次数和无功补偿效果不变的情况下,更有效地保持电压稳定和减少有载分接开关的调节次数。因此,本文选用模糊边界九区图控制策略来进行电压无功控制,并据此设计了一种调压型无功补偿装置,以某县级供电公司辖区35kV变电站为试点,将该装置投入使用,现场运行结果分析表明,该装置的应用提高了变电站的功率因数。针对农网低电压问题,提出变电站、线路、配变叁级联调的电压无功控制策略。介绍了其中部分关键的技术实现,包括：变电站电压无功控制,即采用调压型无功补偿装置对变电站进行无功补偿；10kV线路调压器控制,即在10kV线路中后段安装调压器,以提高供电半径较长线路中后段电压水平；有载调压配变调压控制,即在配变处安装智能调压控制器,以改善线路末端电压水平下降严重的状况。通过现场运行结果分析证明,采用叁级协调控制策略可有效改善农网低电压问题,以最大程度保证低电压用户端电压满足电压合格范围。
吴志宏[5]2007年在《基于PLC的变电站电压无功综合控制系统的研究》文中认为随着社会生产的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求也越来越高，电压是标志电能质量的一个基本技术指标，它与无功功率密切相关。本文阐述了电压无功综合控制对于电力系统运行及工农业生产的重大意义；综述了国内外在这一领域中的研究所取得的成果、面临的问题和发展的前景。针对目前我国应用最为广泛、性能价格比最佳的并联电容与有载调压变压器综合控制装置的研制开发中所涉及的问题进行了较全面的分析与研究，提出了一种符合当前变电站综合自动化发展需要的可靠性高、组态灵活、功能齐全的变电站电压无功综合控制方案。该方案主控单元选用抗干扰能力强、指令丰富、扩展灵活、通讯联网能力强的西门子S7-226PLC作为控制核心；参数检测单元选用可靠性高、具有通讯功能的智能型综合电量变送器；控制主机通过与参数检测单元通讯获得所需参数，同时还可与上位机或其他具有串口的设备通讯。采用的电压无功控制策略，从系统的实际需要出发，充分考虑了影响电压无功控制效果的主要因素，控制决策以实时计算数据为参考，控制精度高，并有效避免了无效调节对设备及系统造成的危害；控制软件根据已经确定的控制算法做出控制决策并能够完成系统运行方式的自动识别、电容器的循环投切，电容器及分接头的保护及通讯等功能。文中还阐述了电容器接线形式选择、串联电抗及高压真空开关的选择依据以及变压器调档控制原理。理论分析和仿真计算均证明了本文中所提出的控制策略的精确性和严密性；试验证明了该设计方案先进、灵活、可靠、功能齐全，符合电力系统自动化对控制装置的要求。
魏远航[6]2001年在《基于模糊神经网络的变电站电压无功控制的研究》文中研究说明电压是衡量电能质量的一个重要指标，电力系统的电压质量，直接影响工业产品的质量。为确保整个系统运行经济性，降低网损，电力部门在大多数变电站配置了有载调压变压器和并联补偿电容器组，根据运行情况适当调节变压器分接头的位置和投切并联补偿电容器组，可以降低电压变化和变电站与系统的无功交换控制在一定的范围内，确保供电质量和电网运行的经济性。同时，对有载调压变压器和电容器组的控制方法，也得到广泛的研究和应用。 本论文对分析了目前电压无功优化控制的计算方法和在实际中应用的变电站电压、无功的几种控制方法存在的不足之处，并提出一种基于模糊神经网络的变电站的电压、无功控制的新方法。本文利用模糊神经网络构造变电站的电压无功控制的模型，并对基于BP算法的变电站电压无功模糊神经网络的计算方法进行了论述，并采用了变步长、加动量项、变斜率等改进的BP算法，加快了训练的收敛速度。 在进行研究的同时，还编制了利用模糊神经网络的变电站电压、无功控制计算软件，并进行了仿真计算。研究结果表明。利用模糊神经网络对较好地实现对变电站的电压、无功自动控制，能克服了目前在变电站电压无功控制中普遍运用的分区方法存在的不足之处，不但可保持变电站电压在合格的范围内，尽量维持无功功率平衡，而且具有较好的寻优能力，有效减少变压器有载调压开关的切换次数和电容器组的投切次数，提高了变压器和电容器的运行寿命，提高了经济效益，是一种值得进一步探索和运用的较为先进的方法。 本文还对基于模糊神经网络的变电站电压、无功自动控制系统的硬件设计进行了初步的探讨。
翟伟芳[7]2012年在《基于上下层电网协调的变电站电压无功控制策略研究》文中进行了进一步梳理变电站的电压无功控制策略是变电站电压无功控制的核心与关键,它的设计直接决定控制效果的优劣,当前的控制策略大部分是变电站电压无功控制装置早期应用于电网时产生的,山于当时电网结构简单,运行方式也比较常规,故此类控制策略基本上能满足当时的需求。然而近些年来,电网规模迅速扩大,用电量大幅递增,电网结构日趋复杂,峰谷差也逐渐拉大,出现了许多极端的运行状况,如在某些时段会经常出现220kV或110kV电压偏高或偏低的现象,如果仍采用常规的电压无功控制策略,则不能充分利用下层的无功资源来改善上层的无功电压水平。如何能既保证变高侧无功和变低侧电压在合格范围内,又充分利用下层无功资源、适应极端运行方式下的上下层电网调控需求,成为极端运行方式下变电站电压无功控制策略调整的新目标。基于上述问题,本文建立变电站电压无功控制装置的数学模型,分析变压器调档和无功补偿投切对控制目标的影响,然后在传统十七区图控制策略的基础上,增加变压器高压侧电压作为判据,形成了新的控制策略-二十一区图。针对变电站电压无功控制装置在不同控制策略下控制过程和效果的研究需求,采用Matlab语言在单站模型的基础上开发了变电站电压无功控制仿真与参数整定软件,该软件具有区域图控制效果仿真和参数整定两大功能,可以模拟变电站电压无功控制系统在十七区图或二十一区图下的控制效果,并可以对十七区图和二十一区图的无功限值进行整定。最后采用该仿真软件对两种十七区图调控不佳的现象,运用二十一区图控制策略进行运行断面仿真分析,并对一个实际变电站进行一日内的全时段二十一区图和十七区图仿真控制。算例分析表明本文提出的二十一区图控制策略在保证变低侧电压和变高侧无功合格的基础上,充分利用变低侧的无功补偿装置实现对上下层电网电压无功关系的协调控制,更好的利用下层的无功资源来补充变高侧的电压无功调控手段,改善上层电网的电压极端状况,具有一定的工程使用价值和实际意义；且提出的参数整定方法能够有效配合二十一区图控制策略在220kV变电站中的使用；开发的仿真软件运行稳定、效果良好。
杨剑[8]2004年在《新型电压无功综合控制装置的研制》文中研究指明本文通过分析无功功率平衡和电压水平的关系,指出了电力系统电压调整的复杂性,然后讨论了变电站电压无功控制的原理,给出了控制的数学模型。在着重分析工程中使用较多的传统九区图控制策略的缺陷的基础上,提出了全新的控制方法,该方法以九区图为基础,并且在容易引起频繁动作的边界上采用BP前向人工神经网络预测变压器分接头调节和电容器投切后的电压无功,以决定采用何种控制方式,充分利用了BP网络的预测功能减少装置在九区图边界区域上动作的盲目性,从而大大降低有载调压变压器分接头调节和补偿电容器投切的动作次数。为了更好地发挥人工神经网络的作用,笔者深入研究了BP前向人工神经网络,讨论了初始权值的影响与设置,隐含层层数的设定和神经元个数的选择,激活函数的选择等,并且在基本的BP学习算法的基础上给出了带冲量的自适应学习速率算法。仿真算例证明,运用分析所得到的结论建立的BP网络模型在预测中达到了满意的精度,并且表现出了较强的泛化能力(generalization capability)。论文在变电站变压器高压侧无功功率和目标侧母线电压的最佳变化曲线的基础上,给出了九区图电压无功上下限值的整定方法。由该方法整定的九区图和人工神经网络的结合使用,可以发挥控制策略的最佳控制性能,取得满意的控制效果。在研究上述控制策略的基础上,笔者研制了一种基于PC工控机硬件平台和Windows操作系统的高性能电压无功控制装置,解决了过去变电站电压无功控制装置由于软硬件的限制和控制方法的局限性而产生的各种缺陷。
于雷[9]2011年在《基于“五区图”变电站电压无功模糊控制》文中研究表明电压是衡量电能质量的一项重要指标,电压质量的好坏直接关系到电网的安全稳定运行,因此保证电压质量合格,是电力系统安全优质供电的重要条件。电压与无功关系密切,无功功率是影响电压质量的重要因素,也是产生网损的重要原因,因此实现无功功率的分层、分区、就地平衡是降低网损、保持电压合格的重要手段。电压无功综合控制以提高全网运行的安全性与经济性为目的,充分合理地利用系统中的各种无功补偿设备与调压设备,在保证电压质量合格、降低网损、提高运行效益的同时,又能留有充足的无功裕度以应付紧急事故,维持系统安全稳定。为此,各级变电站承担着电压与无功调节的重要任务。变电站电压无功综合控制就是利用变电站中的有载调压变压器与并联补偿电容器,进行局部的电压调节与无功补偿,以保证负荷侧母线电压在规定范围内,及变压器一次侧功率因数尽可能接近于1。从控制理论的角度,变电站电压无功综合控制是一个多限值、多目标的最优控制问题；电网中的各电气量相互制约,变压器分接头的调节和并联补偿电容器的投切与电压无功之间的耦合关系相对复杂,协调他们之间的动作存在一定的难度,因此变电站电压无功综合控制策略的完善与否对控制效果的影响至关重要。本文对变电站电压无功综合控制原理进行了讨论,给出数学模型,指出了变电站电压无功控制的基本控制目标。对“五区图”控制策略的操作模型、控制边界、动作启动区、控制盲区等方面进行了着重分析,提出了在“五区图”控制策略的基础上对变电站进行电压无功模糊控制。首先介绍了模糊控制的基本原理,分析设计了变电站电压无功模糊控制器的结构模型,并对模型中的各模块部分进行分析。通过对“五区图”控制策略的模糊区域划分,采用“五区图”控制策略的基于操作优劣距离判据判断各区域的动作策略,并将其作为模糊控制器的模糊控制规则。其次对模糊控制规则的分析,可以得到：采用“五区图”控制策略对变电站进行模糊控制能够有效地改善变电站的电压无功动作情况。最后,采用基于“五区图”控制策略对实例变电站进行电压无功模糊控制仿真。通过对不同模糊词集隶属函数的仿真结果分析,可以看出：模糊词集隶属函数对仿真结果有一定影响,但基本趋势是一致的；而采用基于“五区图”控制策略与改进的“九区图”控制策略对变电站电压无功模糊控制仿真结果比较,“五区图”控制策略能够有效减少设备动作次数,改善电压质量和无功分布。
毛伟昕[10]2007年在《基于负荷预测及蚁群优化算法的变电站电压无功综合控制》文中进行了进一步梳理保证电压质量的一个基本条件是用户端的电压水平接近额定值和无功就地平衡。变电站是电力系统的重要组成部分,通常采用改变有载调压变压器分接头档位和投切并联电容器组的方法达到调节电压和无功的目的,从而提高电压合格率,降低无功损耗,使电网既能满足供电质量,又能最经济地运行。因此,变电站电压无功综合控制具有重要意义。本文提出了基于负荷预测和自适应蚁群算法的变电站电压无功全局优化策略,以确定一天24小时内有载调压变压器分接头位置和并联电容器投切状态的最优控制方案。首先,建立联合聚类算法和SVR的短期负荷预测模型,预测出一天24小时的整点平均负荷值和一次侧电压值。然后,建立变电站电压无功控制的数学模型,综合考虑二次侧电压、无功及电容器和变压器分接头在一天内的动作次数限制,采用带惩罚因子的目标函数,利用自适应蚁群算法求取变电站电压无功的最优控制策略。由于预先预测出无功负荷,提前了解了无功功率变化的趋势,避免了盲目和不充分的调节。仿真结果表明,利用该算法得出的控制策略与传统方法相比控制效果更优,可提高系统的安全性和经济性。由于突发事件等的影响,负荷预测会出现不可信的情况,这时就要放弃原有的全局优化策略。针对这个问题,本文提出了基于自适应蚁群的电压无功实时控制策略。采用该策略进行每一时刻的实时调节,能保证当前时刻的调节可使当前的电压、无功、变压器分接头和电容器调节次数达到综合最优。仿真结果表明该策略具有很好的实时调节能力。本文对天津市八里台和利民道220kV叁绕组降压变电站进行了电压无功综合控制的仿真。叁绕组降压变电站以低压侧电压指标为主控目标,尽力照顾中压侧电压合格,并尽量使无功就地平衡。大量的仿真结果表明采用本文的控制策略使得电压无功的满意度大大提高,远优于原先的现场人工调节。为保证无功就地平衡并尽量防止无功倒送现象,对利民道变电站的电容器组配置进行了讨论。
参考文献：
[1]. 基于TSC的电压无功优化控制装置的研究与设计[D]. 何湘阳. 湖南大学. 2008
[2]. 变电站电压无功控制策略研究[D]. 曹亚旭. 华北电力大学（河北）. 2010
[3]. 枢纽变电站电压无功综合控制研究[D]. 董国庆. 广西大学. 2013
[4]. 农网低电压综合治理[D]. 李瑞桂. 华北电力大学. 2012
[5]. 基于PLC的变电站电压无功综合控制系统的研究[D]. 吴志宏. 沈阳工业大学. 2007
[6]. 基于模糊神经网络的变电站电压无功控制的研究[D]. 魏远航. 广东工业大学. 2001
[7]. 基于上下层电网协调的变电站电压无功控制策略研究[D]. 翟伟芳. 华南理工大学. 2012
[8]. 新型电压无功综合控制装置的研制[D]. 杨剑. 华中科技大学. 2004
[9]. 基于“五区图”变电站电压无功模糊控制[D]. 于雷. 山东大学. 2011
[10]. 基于负荷预测及蚁群优化算法的变电站电压无功综合控制[D]. 毛伟昕. 天津大学. 2007
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