CN104538970B - 电压无功控制系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电压无功控制系统的控制方法，该控制方法包含：在电压无功控制系统读取采样电网系统的电压前，对电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态进行判别，当判断电压无功控制系统与电压采样设备之间通讯连通后，再采集电网系统的电压，并进行电网系统电压所处工作区域的判别。本发明通过在进行正常的电网系统电压工作区域判别之前，进行电压无功控制系统与电压采集设备之前通信检测和判别的流程，避免了电压采集设备通信中断，所造成的电压无功控制系统错误调节，保证电压无功控制系统正确动作，保证电网的安全运行。

Description

电压无功控制系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种电网控制技术，具体涉及一种电压无功控制系统的控制方法。
背景技术
VQC是具有无功综合控制的装置或电压无功控制系统的简称。对于变电站来讲，为了使电压和无功达到所需的值，通常采用改变主变压器分接头的档位和切换电容器组来改变系统的电压和无功。分接头的变化不仅对电压有影响，而且对无功也有一定的影响；同样电容器组的投切对无功影响的同时也对电压起着一定的影响。在实际应用中，主变压器分接头调节主要用于电压的调节，电容器的投切主要用于无功的调节同时也用于电压的调节。
VQC通过实时采集电网参数，自动控制主变压器有载分接开关和补偿电容器，使主变压器有载调压分接开关和电容器处于适当状态，以满足电网无功功率供需平衡，达到改善供电电压质量，减少电能损耗的目的。VQC系统根据主变压器的数量及运行方式而选择不同调节方式。对于两绕组的变压器，取高压侧的无功功率作为无功调节的依据，取低压侧电压作为电压调节的依据。
如图1所示， VQC调节有载调压变压器分接头及投切电容器的一般采用九区图控制策略。其中，区域9为正常工作区，当变压器电压运行在其他区域时，要进行调节使系统重新运行于区域9，对于处于各个区域的情况，具体的调节方式如下：
区域1：电压合格，无功越下限，投电容；
区域2：电压越上限，无功越下限，先降压如无功仍越下限，投电容器；
区域3：电压越上限，调分接头降压；
区域4：电压越上限，无功越上限，先切电容器，如电压越上限则降压；
区域5：电压合格，无功越上限，切电容；
区域6：电压越下限，无功越上限，先升压，如无功仍越上限，切电容器组；
区域7：电压越下限，升压；
区域8：电压越下限，无功越下限，先投电容，若电压仍越下限则升压。
如图2所示，为现有技术的VQC控制的方法流程，其包含以下步骤：
步骤1、电压无功控制系统每隔5s检验运行母线电压是否越限，判断电网系统电压运行是否位于第9区，即正常工作区域，若是则等待5秒后，跳转回步骤1，若否，则跳转到步骤2。
步骤2、电压无功控制系统判断电网系统电压运行是否从第9区越限，其中越限开始时间是指电压改变区域的瞬间，若是，则记录越限开始时间，并跳转到步骤4，若否，则跳转到步骤3。
步骤3、电压无功控制系统判断电网系统电压运行区域是否与上一次的运行区一致，若是，则保留上次记录的越限时间，并跳转到步骤4，若否，说明与上次记录的区域以及不同，要重新计算越限时间，则刷新越限开始时间，并跳转到步骤4。
步骤4、电压无功控制系统判断电网系统电压运行是否采用反时限方式，若是，则跳转到步骤5，若否，则跳转到步骤4.1。另外，对于未采用反时限的VQC系统，直接判断定时限延时。
步骤4.1、采用预设的固定的控制判断延时时间，并跳转到步骤7。
步骤5、由于如果系统采用了反时限方式，则需要判断是否处于反时限动作区，故电压无功控制系统判断电网系统电压运行是否越过反时限界限，若是，则跳转到步骤6，如否，则跳转到步骤4.1。
步骤6、电压无功控制系统根据反时限公式计算判断延时时间，跳转到步骤7。
步骤7、电压无功控制系统判断越限时间是否已经超过判断延时时间，若是，则跳转到步骤8，若否，则等待5秒后，跳转到步骤1。具体的，电压无功控制系统中设定了判断延时时间，计算出的越限时间超过这个值，系统才会发出动作指令，如果没有超过这个值，则需要再等待5s中重新进行判断，以躲避电压的波动、闪变带来的瞬时影响。
步骤8、执行电压无功调节操作。
目前，采用上述现有技术的VQC调节方法的问题在于：
实际运行中，有时会发生PT通信中断的问题，通信中断后，VQC系统中的采样电压将保持通信中断前一时刻的电压值。根据电压值所处区域的不同，一般会发生如下两种情况：
1）通信中断前一时刻的电压值处于正常运行区或者停用区，或调压动作已闭锁。
以上情况VQC将不向有载调压装置发出动作指令。上述情况相当于有载调压装置退出运行，一般不会由于有载调压装置误动作而对系统带来影响，但需要尽快恢复通讯，以保证电压偏离正常区时能够得到及时调节。
2）通信中断前一时刻的电压值处于有载升压区或者有载降压区。
这种情况VQC由于不能得到来自母线采样PT正确的电压反馈，因此将不断地向有载调压装置发出动作指令，直至档位调节到最高档或最低档，会对系统电压带来较大的影响，因此必须设计适当的闭锁逻辑避免此问题。
主控机中有VQC系统的判别字，当系统检测到通信中断时该判别字会置1，当通信恢复后自动置0。通过多次试验得到的结果，从切断网线到判别字置1，需要5分钟左右的时间延迟，但VQC控制有载调压连续调档区的调节时间间隔一般为30秒左右。因此，仅凭此判别字作为通信中断的依据，系统在得到此判据之前就会将档位调至不合理的位置，甚至最高或最低档，严重影响了母线电压。
发明内容
本发明提供一种电压无功控制系统的控制方法，解决电压无功控制系统与采样电压的电压互感器之间通信中断所造成的系统运行问题，保证系统正确动作，保证电网的安全运行。
为实现上述目的，本发明提供一种电压无功控制系统的控制方法，该控制方法包含：
电压无功控制系统采样电网系统的电压；当电压无功控制系统判断电网系统运行的电压越过正常工作区域，则进行调节使电网系统重新运行于正常工作区域；
其特点是，在电压无功控制系统读取采样电网系统的电压前，对电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态进行判别，当判断电压无功控制系统与电压采样设备之间通讯连通后，再采集电网系统的电压，并进行电网系统电压所处工作区域的判别。
上述判别电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态包含：
在电压无功控制系统读取采样电网系统的电压前，判断电压无功控制系统与电压采样设备之间通讯是否中断闭锁，若否，则电压无功控制系统读取采样电网系统电压。
上述电压无功控制系统判断其与电压采样设备之间的通讯处于中断闭锁状态，则重新检测电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态，直至检测得电压无功控制系统检测得其与电压采样设备之间的通讯连通，再采集电网系统的电压。
上述电压无功控制系统每次重新检测电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态之前等待5秒。
上述判别电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态包含：
在电压无功控制系统读取采样电网系统的电压之后，电压无功控制系统判断采样电压与上一次电压采样的动作值是否相同，若否，则电压无功控制系统根据采样电压得出电网系统运行的工作状态并进行相应的调节。
上述电压无功控制系统判断采样电压与上一次电压采样的动作值相同的情况下，则电压无功控制系统对电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态进行判别。
上述电压无功控制系统判断采样电压与上一次电压采样的动作值相同后，等待5秒，再进行电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态的检测和判别。
上述电压无功控制系统接收的采样电压与上一次电压采样的动作值之间具有电压值的波动，波动范围为0.1至0.3伏。
上述电压无功控制系统接收的采样电压与上一次电压采样的动作值一直相同，则电压无功控制系统判断其与电压采样设备之间的通讯状态已中断。
上述电压无功控制系统通过控制有载调压装置进行升档或降档动作，调节电网系统重新运行于正常工作区域。
本发明电压无功控制系统的控制方法和现有技术的电压无功控制技术相比，其优点在于，本发明通过在进行正常的电网系统电压工作区域判别之前，进行电压无功控制系统与电压采集设备之前通信检测和判别的流程，避免了电压采集设备通信中断，所造成的电压无功控制系统错误调节，保证电压无功控制系统稳定工作，提高电压无功控制系统与电网系统的工作寿命。
附图说明
图1为现有技术电压无功控制的9区图；
图2为现有技术电压无功控制系统的控制方法的流程图；
图3为本发明电压无功控制系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
如图3所示，为一种电压无功控制系统的控制方法的实施例。该控制方法具体包含以下步骤：
步骤1、电压无功控制系统接收电网系统中电压采样设备上传的采样电压，判断电压无功控制系统与电压采样设备之间是否通信中断闭锁。若是，则等待5秒后，跳转回步骤1，电压无功控制系统重新检测并判断电压无功控制系统与电压采样设备之间是否通信中断闭锁。若否，则跳转到步骤2。
其中，通信中断信号一般在通信中断后5分钟左右数值翻转（置1），但通信一旦恢复，会在瞬间翻转（置0），因此能检测到该信号的过程中任务通信一直是中断的。
步骤2、电压无功控制系统读取电压采样设备上传的采样电压。
步骤3、通过现场测试，发现在非通信中断情况下母线电压一直会有微小的波动，不会长时间保持恒定值；另外如果进行了一次档位的调节，一般电压采样设备（PT）二次采样电压都会有0.1~0.3V不等的波动变化。
VQC动作后电压一般都会有所变化，非动作时间电压值也会有频繁而微小的波动，如果电压值一直与上次动作值相同，说明通信已中断。
因此电压无功控制系统判断电压采样设备上传的采样电压与上一次电压采样的动作值（初始值为0）是否相同，若是，则等到5秒后，跳转到步骤1，电压无功控制系统对电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态进行判别。如否，则跳转到步骤4，开始正常的电网系统运行的工作状态判断和相应的调节流程。
步骤4、电压无功控制系统每隔5s检验运行母线电压是否越限，判断电网系统电压运行是否位于第9区，即正常工作区域，若是则等待5秒后，跳转回步骤4，若否，则跳转到步骤5。
步骤5、电压无功控制系统判断电网系统电压运行是否从第9区越限，其中越限开始时间是指电压改变区域的瞬间，若是，则记录越限开始时间，并跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤6。
步骤6、电压无功控制系统判断电网系统电压运行区域是否与上一次的运行区一致，若是，则保留上次记录的越限时间，并跳转到步骤7，若否，说明与上次记录的区域以及不同，要重新计算越限时间，则刷新越限开始时间，并跳转到步骤7。
步骤7、电压无功控制系统判断电网系统电压运行是否采用反时限方式，若是，则跳转到步骤8，若否，则跳转到步骤7.1。另外，对于未采用反时限的VQC系统，直接判断定时限延时。
步骤7.1、采用预设的固定的控制判断延时时间，并跳转到步骤7。
步骤8、由于如果系统采用了反时限方式，则需要判断是否处于反时限动作区，故电压无功控制系统判断电网系统电压运行是否越过反时限界限，若是，则跳转到步骤9，如否，则跳转到步骤7.1。
步骤9、电压无功控制系统根据反时限公式计算判断延时时间，跳转到步骤10。
步骤10、电压无功控制系统判断越限时间是否已经超过判断延时时间，若是，则跳转到步骤11，若否，则等待5秒后，跳转到步骤4。具体的，电压无功控制系统中设定了判断延时时间，计算出的越限时间超过这个值，系统才会发出动作指令，如果没有超过这个值，则需要再等待5s中重新进行判断，以躲避电压的波动、闪变带来的瞬时影响。
步骤11、电压无功控制系统通过控制有载调压装置进行升档或降档动作，执行电压无功调节操作，调节电网系统重新运行于正常工作区域。
本发明还公开了一种电压无功控制系统，其适用于本发明所公开的电压无功控制系统的控制方法。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种电压无功控制系统的控制方法，该控制方法包含：
电压无功控制系统采样电网系统的电压；当电压无功控制系统判断电网系统运行的电压越过正常工作区域，则进行调节使电网系统重新运行于正常工作区域；
其特征在于，在电压无功控制系统读取采样电网系统的电压前，对电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态进行判别，当判断电压无功控制系统与电压采样设备之间通讯连通后，再采集电网系统的电压，并进行电网系统电压所处工作区域的判别，
所述判别电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态包含：
在电压无功控制系统读取采样电网系统的电压之后，电压无功控制系统判断采样电压与上一次电压采样的动作值是否相同，若否，则电压无功控制系统根据采样电压得出电网系统运行的工作状态并进行相应的调节。
2.如权利要求1所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述判别电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态包含：
在电压无功控制系统读取采样电网系统的电压前，判断电压无功控制系统与电压采样设备之间通讯是否中断闭锁，若否，则电压无功控制系统读取采样电网系统电压。
3.如权利要求1或2所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述电压无功控制系统判断其与电压采样设备之间的通讯处于中断闭锁状态，则重新检测电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态，直至检测得电压无功控制系统检测得其与电压采样设备之间的通讯连通，再采集电网系统的电压。
4.如权利要求3所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述电压无功控制系统每次重新检测电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态之前等待5秒。
5.如权利要求1所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述电压无功控制系统判断采样电压与上一次电压采样的动作值相同的情况下，则电压无功控制系统对电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态进行判别。
6.如权利要求5所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述电压无功控制系统判断采样电压与上一次电压采样的动作值相同后，等待5秒，再进行电压无功控制系统与电压采样设备之间的通讯状态的检测和判别。
7.如权利要求1所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述电压无功控制系统接收的采样电压与上一次电压采样的动作值之间具有电压值的波动，波动范围为0.1至0.3伏。
8.如权利要求1所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述电压无功控制系统接收的采样电压与上一次电压采样的动作值一直相同，则电压无功控制系统判断其与电压采样设备之间的通讯状态已中断。
9.如权利要求1所述的电压无功控制系统的控制方法，其特征在于，所述电压无功控制系统通过控制有载调压装置进行升档或降档动作，调节电网系统重新运行于正常工作区域。
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