无功控制软件

(1)多功能模块处理：在一个复杂的具有多台变压器的变电站里，每台主变压器和每一段母线都可能独立运行，也可能并列运行。因此VQC的调节与控制应能适用各种运行方式下的调节。

(2)电压与无功的上下限值动态变化：对应于不同的高峰和低谷时段，电压与无功的上下限值应不同，以适应逆调压和无功功率调节的要求。

(3)调节方式的多样性：由于变电站中有时变压器或电容器组需要停运检修，因此考虑VQC调节时，调节方式应设置“只调电压”或“只调电容器”。对于控制策略中出现的矛盾，应能“智能”变化。例如有时电容器组已经全部投入或退出运行，这时已无电容器可调，应能“智能”地改为有载分接头的相应调节。软件VQC还应设置“只监视不控制”方式，以适应运行需要，它相当于只投入运行不投连接片的保护运行方式。

(4)实现远方控制VQC：就地VQC应能接受调度端的控制，实现投退某个电容器组或有载调节变压器的分接头。

(5)闭锁条件有如下几条：

1)保护闭锁。在对变压器有载调压分接头开关和电容器组监视控制过程中，如监测到系统及变压器、母线、电容器发生故障和异常的保护信号，应立即闭锁VQC的调节。

2)遥测闭锁。当遥测值超过VQC要求的范围时，闭锁VQC。

3)遥信闭锁。当变电站主接线运行方式改变时，闭锁VQC。

4)其他闭锁。VQC的TV断线，主变压器调压控制器、电容器组的控制回路断线或异常时，闭锁VQC。

(6)相关信号上送调度：软件VQC应适应无人值班变电站的需要，把一些必要的信号，如VQC调节闭锁、调节拒动、调节动作信号上送调度端以便于远方管理。

(7)并列运行、拒动、滑档等：在变压器并列运行时，VQC应使并列的变压器有载分接头开关同步操作。母线并列时对应的软件模块也应做并列的相应处理。主变压器有载分接头开关拒动、滑档时应立即停止调节并发出拒动和滑档的信号上送调度，多次拒动、滑档时应闭锁相应操作。

(8)登录操作：每一次调节都应有相应的记录，包括对象、动作类型、时间、调节结果等。

根据上述软件VQC的功能要求编制的控制程序流程图如图1所示。图1中“读入参数”是从监控系统后台机的数据库读出，数据库的数据是通过遥测、遥信已采集好的，经过串行通信传送到后台机的数据，包括主变压器、电容器等在内的变电站全面的数据和信息。“参数初始化”是指控制策略制定的电压、无功的上下限及其他有关整定参数，它应能根据调度端的要求相应变化。

“闭锁条件存在否”是检测遥信、遥测和保护闭锁条件是否存在，即检测这些闭锁条件的输入开关量是否为“1”。“产生调节方案”就是根据已有数据计算和逻辑判断产生调节控制策略，即上面描述过的控制策略之一。 2100433B

变电站中利用有载调压变压器和补偿电容器组进行局部的电压及无功补偿的自动调节，以保证负荷侧母线电压在规定的范围内及进线功率因数尽可能接近1，称为变电站电压、无功综合控制。

作者依据现行有关无功补偿和电压管理的规程规范，在吸纳专家的经典理论、学术观点以及新科研成果的基础上，重新梳理了多年来从事电网无功电压运行管理工作的实践经验，几易其稿编写成《电网无功控制与无功补偿》。|　 《电网无功控制与无功补偿》全面、系统、详尽地阐述了无功控制、无功补偿、电压调整、电压稳定、无功优化、AVC、SVC、FACTS技术等专业知识，共分七章，主要内容包括无功功率控制、电压调整、电网无功优化、电网自动电压控制系统、电压稳定性、传统的无功补偿装置和柔性输电技术在电网无功控制中的应用。|　 《电网无功控制与无功补偿》可供从事电网规划、设计、调度、运行及供电生产技术管理工作的技术人员和管理人员使用，也可供相关专业高等院校师生参考。|

无功功率是交流同步电网中最重要的因素之一，它与电网的供电能力、电能质量、网络损耗、安全稳定运行水平等密切相关。电网中多数元件需要消耗无功功率，大多数用户负荷也需要消耗无功功率，这些无功功率必须从网络中的某个地方获得，而无功功率传输又有诸多的限制条件，这就引出了无功平衡与无功补偿的问题。在电网中完全不传输无功功率实际上是不可能的，除非在同一电网、同一电压等级的节点上无功功率的产生与需要量相等。因此，经常可以见到在同一电网的配电网络中使用并联电容器进行容性补偿，而在输电网络中又使用并联电抗器进行感性补偿，以实现无功功率分层、分区就地平衡。控制无功功率是保证供电质量的基本方法。为保证电网各枢纽点和用户侧电压在一定的范围内变化，需要对这些节点的电压进行适当的控制，而通过对输电网络中无功功率的控制，既可实现输电网络功率损耗最小，又可实现传输容量最大的目标。另外，从实质上看，交流网络输电中的电压稳定问题及电压崩溃问题还是无功功率控制问题。由于在交流同步电网中无功功率控制如此重要，因而无功功率控制与无功功率补偿是本书讨论的主要问题。无功功率优化是电网无功功率控制的理想方式，它是通过合理调节变压器的分接头及投切无功补偿设备，达到保持系统电压水平、促进无功功率合理流动进而减小系统有功功率损耗的目标。预定目标综合最佳的优化问题，属于多约束非线性组合优化范畴。近几年来，国内外对电网无功优化的研究已经非常深入和广泛，已提出的无功优化求解方法有二次规划法、动态规划法、内点法、灵敏度法和单纯形法，这些算法由于多数将离散变量作为连续变量处理，使求解时陷入局部最优且时间过长。目前，利用遗传算法求解非线性优化问题较为成功，但仍然存在收敛速度慢、交叉和变异概率低等问题。本书对上述问题进行了较为详细的论述。随着电网的不断发展，电网结构日趋复杂，无功调节手段数目多，相互影响大。这些因素导致电网电压/无功功率优化控制问题的规模越来越大，传统的电压/无功功率优化控制方法已不能满足电力系统实际运行的需求。有必要在继续增加本地无功资源、提高电压控制能力的同时，建设自动电压控制系统，以完善对电网无功电压分布的综合决策、调度和管理，优化调度现有的无功电压调控资源，提高系统满足电能质量、电网安全和经济运行等要求的能力，减轻运行人员工作量。而自动电压/无功功率控制系统（Automatic Voltage Control,AVC）是利用电网实时运行数据，从整个系统角度科学决策出最佳的无功电压调整方案，自动下发各个子站装置，以电压安全和优质为约束，以系统经济性运行为目标，采用连续闭环进行电压的实时优化控制，解决了无功电压协调控制方案的在线生成、实时下发、闭环自动控制等一整套分析、决策、控制、实时追踪的问题。AVC能够有效地克服电网无功电压控制中存在的不足，解决电网当前和未来面临的电压控制问题。随着电力领域新技术的发展，电力系统的无功功率控制技术得到了进一步丰富和提高。利用普通晶闸管相角控制的柔性输电技术，对电网有功功率、无功功率进行快速、灵活调节的技术已经发展了几十年且已经成熟，国外应用早且较为广泛。近些年来，国内在220 kV、500 kV和750 kV交/直流输电工程中重点推广应用了串联补偿、可控串联补偿、静止无功补偿和可控电抗等输电新技术，以不断提高我国电网输电能力和安全可靠性。本书由刘建英、张帆老师任主编，王飞和孟建平任副主编。本书项目一由王飞编写，项目二、项目七由刘建英编写，项目三、项目四由张帆编写，项目五、项目六由孟建平编写，林兆明参与编写部分章节，同时，感谢李娜及陈利平对本书的审稿工作。由于编者水平有限，书中不当之处在所难免，敬请广大读者指正。