CN101106275A - 一种变电站的电压无功控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种变电站的电压无功控制系统及其方法，其特征为：采用十五区图控制方法，通过远程终端设备——RTU采集电流、电压、有功、无功、COSΦ、开关位置等电气信息，当满足投入条件时则进入控制过程中。将采集到的实时电压、实时无功分别和电压限值、无功限值进行比较，确定出当前系统所处的十五区图的位置。根据控制策略判断其是否控制，当需要控制时判断投切电容器组还是调节变压器档位，满足控制条件时则进行变压器档位调节出口或电容器投切出口，从而控制变压器或电容器组。本发明可以有效地降低现有设备损耗、提高电压合格率、减轻工作人员的负担，应用于变电站的无功电压自动控制。
Description
一.技术领域
本发明属电气工程技术，特别是涉及变电站的电压无功控制系统及其控制方法的改进。
二.背景技术
目前在变电站的电压无功控制中，用的是传统的九区图控制方法。传统的九区图法控制策略是按照固定的电压和无功(或变电站进线端功率因数)上下限将电压-无功平面划分为9个区域，传统九区图法由于未考虑无功调节对电压的影响及电压调节对无功的影响，实际使用时在变电站的电压无功控制中会造成振荡、工作人员值守劳动强度大、装置频繁动作的缺点。
三.发明内容
本发明的目的是设计一种变电站的电压无功控制系统及其控制方法，以克服传统的九区图控制方法在变电站的电压无功控制中会造成振荡、装置频繁动作的缺点。
本发明的目的是这样实现的：一种变电站的电压无功控制系统，其特征为：具有远程终端设备RTU、与RTU和本地控制系统连接起来的光纤通道或电力载波线路、与电网和本地控制系统连接的变压器和电容器，以及与远程终端设备RTU和本地控制系统连接起来的电子计算机。
一种变电站的电压无功控制方法，其特征为：通过远程终端设备RTU采集电流、电压、有功、无功、COSΦ、开关位置电气信息，当满足投入条件时则进入控制过程中，将采集到的实时电压、实时无功分别和电压限值、无功限值进行比较，确定出当前系统所处的十五区图的位置，根据控制策略判断其是否控制，当需要控制时判断投切电容器组还是调节变压器档位，满足控制条件时则进行变压器档位调节出口或电容器投切出口，从而控制变压器或电容器组。
一种变电站的电压无功控制方法，其特征为：电子计算机的软件流程为，本发明电压无功控制系统，设置参数(U，Q)档位电容区，十五区图，参数设置RTV后，则采集实时数据，是否满足投入条件，否则返回采集实时数据，是则进行实时电压与电压限值的比较和实时无功与无功限值的比较，以确定当前状态处于十五区图的位置，按控制策略确定是否控制，否则返回采集实时数据，是则确定调节档位还是投切电容器，若调节档位，则是否满足控制条件，否则返回按控制策略确定是否控制，是则向变压器校位调节出口；若投切电容器，是否满足控制条件，是则向电容器组投切出口，否则返回按控制策略确定是否控制。
一种变电站的电压无功控制系统及其方法，其特征是电压、无功、COSΦ不再合格范围时的主变分接头调节和电容器投切措施，判断主变分接头调节和电容器投切的规则是：
1区：电压越上限，功率因素越下限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组
2区：电压正常偏高，功率因素越下限；先降分接头，后投电容器组
3区：电压正常，功率因素越下限；投电容器组
4区：电压正常偏低，功率因素越下限；投电容器组
5区：电压越下限，功率因素越下限；投电容器组，无电容器可投，升分接头
6区：电压越上限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组
7区：维持现状
8区：维持现状
9区：维持现状
10区：电压越下限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组
11区：电压越上限，功率因素越上限；切电容器组，无电容器可切，降分接头
12区：电压正常偏高，功率因素越上限；切电容器组
13区：功率因素越上限；切电容器组
14区：电压正常偏低，功率因素越上限；先升分接头，后切电容器组
15区：电压越下限，功率因素越上限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组
采取以上措施的本发明，可以有效地降低现有设备损耗、提高电压合格率、减轻工作人员的负担，满意地应用于变电站的无功电压自动控制。
以下再结合附图和实施例对本发明作进一步的详述。
四.附图说明
图1是本发明(实施例)的计算机软件流程图。
图2是本发明十五区图。
图3是传统九区图
五.具体实施方式
本发明的电压无功控制系统，硬件具有远程终端设备RTU、与RTU和本地控制系统连接起来的光纤通道或电力载波线路、与电网和本地控制系统连接的变压器和电容器，以及与远程终端设备RTU和本地控制系统连接起来的电子计算机。以上的设备都可以在市面上购置。
本发明的电压无功控制方法为：通过远程终端设备RTU采集电流、电压、有功、无功、COSФ、开关位置电气信息，当满足投入条件时则进入控制过程中，将采集到的实时电压、实时无功分别和电压限值、无功限值进行比较，确定出当前系统所处的十五区图的位置，根据控制策略判断其是否控制，当需要控制时判断投切电容器组还是调节变压器档位，满足控制条件时则进行变压器档位调节出口或电容器投切出口，从而控制变压器或电容器组。
实施例：
实施例的硬件系统采用国家电力公司电力自动化研究院的FZY-J4网络型RTU，通过光纤通道或电力载波方式与本地的控制系统连接起来；变压器采用广西北海银河高科技产业股份有限公司的Sg系列10-2000KVA、10KV配电变压器，变压器中低压侧采用广西北海银河高科技产业股份有限公司的YH-B53系列保护装置；电容器组使用重庆并联电力电容器有限公司的BCMJO.415-18-3系列电容器；前置机使用HP7550台式机，并安装WINDOWS2000操作系统、SQL2000数据库软件和yh-5000监控软件。
控制实施方式由以下几个步骤实现：远程终端设备RTU把变电站的电流、电压、有功、无功、COSΦ、开关位置、变压器档位等电气信息进行采集，RTU再把这些信息通过SCADA通道送至工控机(即前置机)，前置机再把这些信息送入电压无功控制系统，电压无功控制系统把这些信息和设定的参量进行比较，当判断满足投入条件时则进入控制过程中。即RTU上送的变电站主变高中低三侧有功、无功、功率因数、电压、电流、有载调压主变分头位置以及主变三侧开关、母联开关、电容器开关的遥信值等信息送入电压无功控制系统，电压无功控制系统判断系统运行方式、主变压器和电容器状态，并根据这些状态作出相应的处理，然后将采集到的实时电压、实时无功分别和设定的电压限值、无功限值进行比较，确定出当前系统所处的十五区图的位置，确定采用何种控制；当判断需要控制投切电容器组时，则进入电容器投切出口；当满足控制变压器档位调节时进入变压器档位调节出口，从而达到控制变压器或电容器组的目的。所有命令的下发都通过前置机，由SCADA通道发送出去。每一次变压器档位调节或电容器投切命令发出后，都要经过返校是否成功，如果成功则计数器清零，等待下一轮的处理；如果失败，检查其原因，同时闭锁本变压器或电容器所有操作。所有的操作和返校信息都通过事件形式和语音通知用户。
附图1给出了实施例的电子计算机的软件流程：本发明电压无功控制系统，设置参数(U，Q)档位电容区，十五区图，参数设置RTV后，则采集实时数据，是否满足投入条件，否则返回采集实时数据，是则进行实时电压与电压限值的比较和实时无功与无功限值的比较，以确定当前状态处于十五区图的位置，按控制策略确定是否控制，否则返回采集实时数据，是则确定调节档位还是投切电容器，若调节档位，则是否满足控制条件，否则返回按控制策略确定是否控制，是则向变压器校位调节出口；若投切电容器，是否满足控制条件，是则向电容器组投切出口，否则返回按控制策略确定是否控制。
附图2给出十五区图具体分布：根据电压定值和无功(COS)定值和临界参数把整个区域分成十五个部分，每一个区域设有不同的控制策略。其中两条横线表示电压定值的上限和下限；两条竖线表示无功(COS)定值的上限和下限；虚线表示临界参数，虚线之间表示电压无功合格区，虚线两边表示电压的死区范围。临界参数有用户根据需要设置，电压定值和无功(COS)定值采用一天多套、每天都可以设置不同的定值，很方便用户根据需要设置。以上所述十五区图各个区域的定义如下：
1区：电压越上限，功率因素越下限；
2区：电压正常偏高，功率因素越下限；
3区：电压正常，功率因素越下限；
4区：电压正常偏低，功率因素越下限
5区：电压越下限，功率因素越下限；
6区：电压越上限；
7区：电压正常，功率因素正常；
8区：电压正常，功率因素正常；
9区：电压正常，功率因素正常；
10区：电压越下限；
11区：电压越上限，功率因素越上限；
12区：电压正常偏高，功率因素越上限；
13区：功率因素越上限
14区：电压正常偏低，功率因素越上限
15区：电压越下限，功率因素越上限；
十五区图各个区域控制策略如下：
1区：电压越上限，功率因素越下限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组
2区：电压正常偏高，功率因素越下限；先降分接头，后投电容器组
3区：电压正常，功率因素越下限；投电容器组
4区：电压正常偏低，功率因素越下限；投电容器组
5区：电压越下限，功率因素越下限；投电容器组，无电容器可投，升分接头
6区：电压越上限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组
7区：维持现状
8区：维持现状
9区：维持现状
10区：电压越下限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组
11区：电压越上限，功率因素越上限；切电容器组，无电容器可切，降分接头
12区：电压正常偏高，功率因素越上限；切电容器组
13区：功率因素越上限；切电容器组
14区：电压正常偏低，功率因素越上限；先升分接头，后切电容器组
15区：电压越下限，功率因素越上限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组
实施例的策略控制模块确定控制策略，变闭锁判定、电容器闭锁的判定、主变分接头绳降调节的判定、电容器投切的判定；主变分接头调节和电容器投切的规则及闭锁规则是：
主变分接头调节和电容器投切的规则：
1区：电压越上限，功率因素越下限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组
2区：电压正常偏高，功率因素越下限；先降分接头，后投电容器组
3区：电压正常，功率因素越下限；投电容器组
4区：电压正常偏低，功率因素越下限；投电容器组
5区：电压越下限，功率因素越下限；投电容器组，无电容器可投，升分接头
6区：电压越上限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组
7区：维持现状
8区：维持现状
9区：维持现状
10区：电压越下限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组
11区：电压越上限，功率因素越上限；切电容器组，无电容器可切，降分接头
12区：电压正常偏高，功率因素越上限；切电容器组
13区：功率因素越上限；切电容器组
14区：电压正常偏低，功率因素越上限；先升分接头，后切电容器组
15区：电压越下限，功率因素越上限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组
主变和电容器闭锁规则：
(1)主变闭锁条件
●主变通讯故障
●母线电压低于电压设定的下限
●母线电压高于电压设定的上限时
●变压器高压侧电流大于给某个给定值时
●主变过负荷；
●主变低负荷；
●挂牌；停运或检修
●主变保护动作：
●变压器本体或有载调压轻瓦斯保护动作时闭锁调挡指令
●调节次数达到限值；
●分接头调节出现连调或拒动时，闭锁调节操作，同时切断调节机构的电源。
●分头不同步时；
●分接头出现滑档；
●主变开关位断开。
●PT断线；
●谐波超标时闭锁操作指令
●母线电压差很大时
(2)电容器闭锁条件
●挂牌；停运或检修
●电容器保护动作；
●投切次数达到限值；
●电容器通讯故障
●遥控指令发出后，若相应被控对象未完成预期的操作，则用拒动标志上报主站，同时闭锁该设备。
●电容器保护动作时，电容器不能投切；
●电容器1控制回路断线
为了测量量的误差，上述策略控制模块确定控制策略要经过三次判断确认才执行变压器分接头的升降调节操作，每发一次调接操作以后必须等到返校成功才能执行下一次调节操作。
电子计算机的软件流程为，本发明电压无功控制系统，设置参数(U，Q)档位电容区，十五区图，参数设置RTV后，则采集实时数据，是否满足投入条件，否则返回采集实时数据，是则进行实时电压与电压限值的比较和实时无功与无功限值的比较，以确定当前状态处于十五区图的位置，按控制策略确定是否控制，否则返回采集实时数据，是则确定调节档位还是投切电容器，若调节档位，则是否满足控制条件，否则返回按控制策略确定是否控制，是则向变压器校位调节出口；若投切电容器，是否满足控制条件，是则向电容器组投切出口，否则返回按控制策略确定是否控制。
Claims (4)
1.一种变电站的电压无功控制系统，具有远程终端设备RTU、与RTU和本地控制系统连接起来的光纤通道或电力载波线路、与电网和本地控制系统连接的变压器和电容器，以及与远程终端设备RTU和本地控制系统连接起来的电子计算机，其特征为：与远程终端设备RTU和本地控制系统连接起来的电子计算机装置有按十五区图实施控制的电子计算机的软件。
2.一种变电站的电压无功控制方法，其特征为：通过远程终端设备RTU采集电流、电压、有功、无功、COSΦ、开关位置电气信息，当满足投入条件时则进入控制过程中，将采集到的实时电压、实时无功分别和电压限值、无功限值进行比较，确定出当前系统所处的十五区图的位置，根据控制策略判断其是否控制，当需要控制时判断投切电容器组还是调节变压器档位，满足控制条件时则进行变压器档位调节出口或电容器投切出口，从而控制变压器或电容器组。
3.根据权利要求1所述的电压无功控制系统，其特征为：电子计算机的软件流程为，本发明电压无功控制系统，设置参数U，Q，档位电容区，十五区图，参数设置RTV后，则采集实时数据，是否满足投入条件，否则返回采集实时数据，是则进行实时电压与电压限值的比较和实时无功与无功限值的比较，以确定当前状态处于十五区图的位置，按控制策略确定是否控制，否则返回采集实时数据，是则确定调节档位还是投切电容器，若调节档位，则是否满足控制条件，否则返回按控制策略确定是否控制，是则向变压器校位调节出口；若投切电容器，是否满足控制条件，是则向电容器组投切出口，否则返回按控制策略确定是否控制。
4.根据权利要求1所述的电压无功控制系统的电压无功控制方法，其特征为：电压、无功、COSΦ不再合格范围时的主变分接头调节和电容器投切措施，判断主变分接头调节和电容器投切的规则是：
1区：电压越上限，功率因素越下限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组，
2区：电压正常偏高，功率因素越下限；先降分接头，后投电容器组，
3区：电压正常，功率因素越下限；投电容器组，
4区：电压正常偏低，功率因素越下限；投电容器组，
5区：电压越下限，功率因素越下限；投电容器组，无电容器可投，升分接头，
6区：电压越上限；降分接头，分接头极限时，强切电容器组，
7区：维持现状，
8区：维持现状，
9区：维持现状，
10区：电压越下限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组，
11区：电压越上限，功率因素越上限；切电容器组，无电容器可切，降分接头，
12区：电压正常偏高，功率因素越上限；切电容器组，
13区：功率因素越上限；切电容器组，
14区：电压正常偏低，功率因素越上限；先升分接头，后切电容器组，
15区：电压越下限，功率因素越上限；升分接头，分接头极限时，强投电容器组。
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| CNA2006101065600A CN101106275A (zh) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | 一种变电站的电压无功控制系统及其控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |