無功倒送及變電站的電壓無功綜合控制

1、無功倒送及其危害無功倒送及其危害變電站無功電壓控制的基本原理變電站無功電壓控制的基本原理基于九區(qū)圖的電壓無功綜合控制基于九區(qū)圖的電壓無功綜合控制無功倒送及變電站的電壓無功綜合控制無功倒送及變電站的電壓無功綜合控制報告人：谷露報告人：谷露 班級：碩研班級：碩研11-1班班一、無功倒送及其危害一、無功倒送及其危害 當功率因數(shù)過補償，就會發(fā)生無功向配電網(wǎng)倒送現(xiàn)象。尤其是采用固定電容器補償方式的用戶，則可能在負荷低谷時造成無功倒送。危害：危害：(1) 抬高網(wǎng)絡電壓。(2) 增加有功損耗，加重配電電路的負擔。(3) 降低功率因數(shù)，增加電費負擔。無功倒送：無功倒送：預防過補償?shù)拇胧╊A防過補償?shù)拇胧?1)

2、采用電容器自動投切裝置。(2) 設計中限制補償容量，并在運行中加強監(jiān)視。二、變電站無功電壓控制的基本原理 變電站中一般都采用有載調(diào)壓變壓器（OLTC）和無功補償設備。OLTC主要適用于供電線路較長、負荷變動較大的場合，其調(diào)壓范圍也較大，而且調(diào)節(jié)時不會影響供電。在各種無功補償設備中，由于并聯(lián)電容器組簡單經(jīng)濟、易于安裝維護、有功損耗小，同時電力系統(tǒng)的大部分負荷主要是感性負荷（異步電動機占絕大部分），因此并聯(lián)電容器組已逐漸取代同步調(diào)相機，得到了廣泛應用，一般采用集中補償方式裝設在變電站的610KV母線上。目前，綜合自動化技術在新建變電站中得到了廣泛應用，變電站已普遍采用電壓無功綜合自動調(diào)節(jié)的方式。變

3、電站無功電壓控制變電站無功電壓控制 變電站無功綜合控制即是指在變電站中采用有載調(diào)壓變壓器和并聯(lián)補償電容器組進行局部的電壓和無功自動綜合調(diào)節(jié)，以保證主變低壓側(cè)電壓在規(guī)定的合格范圍內(nèi)，并遵循無功就地平衡原則，使變電站進線側(cè)功率因數(shù)盡可能地接近1.變電站電壓無功綜合控制可簡稱VQC（Synthetic and Automatic Control and Reactive Power in Substation）。VQC的基本原理222222222222()()()()CCSTSTPQ QPQ QSRRjXXUU LLLLLSUXRUUsincos)05. 195. 0(2VQC的控制目標一方面是維持

4、用戶端電壓在(0.951.05） ，另一方面還要使系統(tǒng)的功率損耗（網(wǎng)損）最小。 假設用戶的自然功率因數(shù)角 保持不變，則 可近似認為：LU由上式可知要維持用戶端電壓在允許的變化范圍內(nèi)，需按負荷視在功率 對主變低壓側(cè)電壓 實行逆調(diào)壓調(diào)整。LS在滿足主變低壓側(cè)母線電壓 要求的前提下，還需考慮使變電站高壓側(cè)系統(tǒng)（包括變電站）的網(wǎng)損達到最小。系統(tǒng)的功率損耗為：2U由上式可知，只要使 達到最小，就可使功率損耗最小。CQQ 22UCQ要達到上述目標，110KV變電站中常采用以下兩種調(diào)節(jié)手段：一種是改變OLTC的變比K（通過調(diào)節(jié)分接頭即調(diào)檔實現(xiàn)）對 實現(xiàn)調(diào)節(jié)，但改變OLTC變比的調(diào)壓手段本身并不會產(chǎn)生無功功率

5、，它通過改變無功分布來實現(xiàn)調(diào)壓，因此該手段適合在系統(tǒng)無功電源供給充足但無功分布不合理而造成電壓質(zhì)量下降的情況。另一種是通過合理地投切集中裝設在變電站低壓側(cè)母線（610KV）上的并聯(lián)電容器組來改變 ，減小變電站無功負荷，使高壓網(wǎng)絡傳送的感性（或容性）無功功率減小，從而減小電壓損耗和無功損耗，進而改善變電站的母線電壓和功率因數(shù)。一般當系統(tǒng)無功電源供給不足（或過剩）時，應通過投切并聯(lián)電容器組來改變無功分布實現(xiàn)調(diào)壓，并使無功達到基本平衡及變電站的功率因數(shù)接近于1，減少網(wǎng)損和電壓損耗。VQC的控制目標(2)維持無功基本平衡，使系統(tǒng)的功率損耗盡量減小(3)盡量減少控制設備的動作次數(shù),尤其是減少有載分接頭的

6、調(diào)節(jié)次數(shù)(1)保證電壓合格VQCVQC的控制模式的控制模式（1）電壓無功功率控制模式（2）電壓功率因數(shù)控制模式三、基于九區(qū)圖的電壓無功綜合控制九區(qū)圖的基本原理VQC的控制目標采用基于九區(qū)圖的控制策略。為實現(xiàn)母線電壓和無功功率綜合控制就是利用電壓、無功2個判據(jù)量對變電站主變壓器高壓側(cè)無功和目標側(cè)電壓進行綜合調(diào)節(jié)，以保證電壓在合格范圍內(nèi)，同時實現(xiàn)無功基本平衡。按電壓、無功的限制整定方式進行綜合控制時，電壓、無功的上下限如圖所示。1876Q下限Q上限92345U上限U下限根據(jù)VQC的調(diào)控要求，應將受控母線電壓控制在規(guī)定的電壓上下限之間，確保電壓合格，同時盡量使無功控制在規(guī)定的無功上下限之間，如果電壓

7、、無功不能同時達到要求，則優(yōu)先保證電壓合格。九區(qū)圖各區(qū)域的控制策略示意如下。九區(qū)圖不合理動作分析由于電壓、無功上下限都是固定值，未充分考慮電壓、無功的相互協(xié)調(diào)關系，某些區(qū)域的控制策略不能使電壓、無功同時滿足要求，只能使運行點進入相鄰區(qū)域，而不能進入9區(qū)，從而增加了受控設備的動作次數(shù)。 上圖中，如系統(tǒng)運行于A點（位于Uq小區(qū)，Uq為投入一組電容器所引起的電壓變化量），電壓接近上限而無功嚴重不足，根據(jù)3區(qū)的控制方案，將投入一組電容器進行無功補償，引起電壓升高，則投電容后運行點將可能進入2區(qū)而非9區(qū)（也可能進入1區(qū)）; 裝置再根據(jù)2區(qū)的控制方案（下調(diào)分接頭降壓）使運行點可能又回到Uq小區(qū)，如此反復，

8、從而產(chǎn)生振蕩動作。812793654UQQ下限 Q上限.AUq 上圖中，如果系統(tǒng)運行于B點（位于Qu小區(qū)，Qu為上調(diào)一檔分接頭所引起的無功變化量），電壓越下限而無功接近上限，根據(jù)5區(qū)的控制方案，應先上調(diào)分接頭升壓，引起無功變大，則上調(diào)分接頭后，運行點有可能進入3區(qū); 而根據(jù)3區(qū)的控制方案: 先投電容，若無電容可投，則下調(diào)分接頭。如果無足夠的電容可投，則下調(diào)分接頭，運行點就又可能回到Qu小區(qū)，從而產(chǎn)生振蕩。812793654UQQ下限 Q上限.BQu九區(qū)圖控制的其他缺陷（1）九區(qū)圖的電壓、無功上下限是隨季節(jié)、峰谷、時段而變的，不易調(diào)整；由于調(diào)檔和投切電容對變電站的電壓、無功均有影響，當某些區(qū)域?qū)深愒O備的控制都起作用時，難以區(qū)分哪一類效果更好。由于九區(qū)圖的分區(qū)控制是基于理想情況的電壓、無功控制，在實際控制中除會出現(xiàn)振蕩動作現(xiàn)象外還存在著其他一些主要問題：（2）由于九區(qū)圖各區(qū)域控制策略都是依據(jù)實時電壓和無功進行的，因此在電壓越限、無功不越限的情況下，基本控制策略是調(diào)節(jié)分接頭，而實際上變電站每天的有功和無功負荷的變化有一定的規(guī)律性，當無功負荷曲線上出現(xiàn)由谷轉(zhuǎn)峰的變化趨勢時，則會出現(xiàn)電壓越下限，緊接著又出現(xiàn)無功越上限的情況。（）由于實時系統(tǒng)電壓、無功負荷變化的隨機性，九區(qū)圖對電壓波動的控制適應性差。（）對于主變低壓側(cè)母線在多路用戶負荷下要求按逆調(diào)壓