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浅谈变电站电压无功控制（VQC）原理和实现方式【摘要】阐述了变电站电压无功控制的原理、策略、存在问题和实现方式；详细分析了“九区图法”的工作原理；提出了VQC装置定值整定原则和运行方式的设定。
【关键词】变电站；控制原理；九区图；定值整定；运行方式引言作为电力系统的运行单位，要保证两个目标：1、保证供电质量；2、降低系统损耗。
为了实现上述目标，引入了电压无功控制理论，并应用在电力生产实践当中。
1、电压无功控制（VQC）的原理和策略1.1 电网中电压无功控制的两种方式1.1.1通过调度中心集中控制：这种方式是根据全网的状态进行优化，进行优化计算进而得出最优解。
这种方式可以得出全网的电压无功的最优解，并且可以进行安全性分析。
较常用的算法有线性规划、遗传算法、人工神经网络等。
1.1.2通过就地调压无功补偿分散控制：这种方式基本以变电站为单位，进行本地控制。
1.2 VQC装置原理简介1.2.1电力系统模型分析在图中有一个发电机，一段线路，一台有载调压的变压器，一个等效的负荷。
将系统等效成一个电压源串接一个等效的LXT和理想变压器上，带一个等效阻抗为R+jX的负荷。
首先：研究无功对系统的影响A.电压的影响：由于无法确定R的负荷模型，假定R随电压变化⊿R对电压的影响为相对小量。
当L与C恰好完全补偿时，对阻抗的虚部为无穷大。
这时阻抗大小为R。
投电容器并不是可以无条件地升高电压。
由于电压U是X的连续函数，在功率因数上升的过程中，假定系统的等效电抗LXT和R不变，如Q未倒送，电压单调升高。
B.对发电机的影响：发电机如运行在吸收无功的情况下，励磁电流将减小，使发电机的功角曲线下移，降低系统的稳定，并易引起谐振过电压。
尤其对于就地优化的方式，由于无法获得系统的无功情况，如出现同时倒送无功的变电站，且倒送总和超过系统无功负荷总额，将使发电机运行在吸收无功的方式下。
对系统稳定不利。
因此，对于考虑用电容器作为调压的手段：遵循以下原则：不向系统倒送无功。
变电站电压无功控制策略综述摘要:变电站电压无功控制是保证电压质量、无功平衡,提高配电网经济性和可靠性的有效手段。
本文综合阐述了变电站无功调节的基本原则和变电站的无功补偿模式,详细介绍了变电站实施无功调节的各种方法,并指出各种控制方法的优缺点。
关键词:变电站电压无功调节九区图随着输配电网结构的日趋复杂及对输配电网供电质量和可靠性要求的不断提高,变电站电压无功控制已成为保证电压质量、无功平衡,提高输配电网经济性和可靠性的不可缺少的途径之一。
对于输配电系统,由于结构、运行方式比较固定,无功电压控制主要是采用最优潮流方法,控制变量包括发电机电压、变压器抽头、电容器分接头、一次变电站电压,以达到电压越限最小,传输损耗最小的目的。
对于输配电系统,由于负荷、运行方式、网络结构经常变化,电压无功优化问题比较复杂,在全系统电压无功调节上存在一定难度。
变电站电压无功调节的基本原则是:保证无功平衡,降低减少调节次数,提高电压质量。
变电站的无功补偿分为分散(就地)控制和集中控制两种模式。
基于这些原则和规律,国内外提出了不少自动控制策略。
归纳起来,有以下几种方法:(1)按功率因数、电压复合调节;(2)基于传统的九区图法;(3)基于人工智能的九区图法;(4)人工智能调节方法。
1 按功率因数、电压复合调节［1］按电压、功率因数复合调节的判据有两种,一种是以电压为主,功率因数为辅,当电压合格时,不考虑功率因数,当电压不合格时,考虑投入电容;二是以电压和功率因数作为两个并行的判据,即使在电压合格时,若功率因数满足投切条件,则投入电容。
这两种判别方式,操作简单易行,考虑了无功补偿,但忽略了变压器分接头与电容器的配合,在有些状态下,或是无功补偿效果较差,或是会造成并联电容的频繁投切。
2 基于传统九区图的相关方法传统的九区图法［1］是电压无功综合控制的基本方法。
该方法中,变电站综合自动控制策略的判别量是实时监测的无功和电压两个量。
根据已给固定无功和固定电压的上下限特性,综合逻辑判据把电压和无功平面分割成9个控制区,每个区域和一种控制策略相对应,以实现对有载调压变压器和电容器的调节。
浅析变电站无功补偿设备投退及电压控制调整电力系统衡量电能质量的重要指标之一就是电压。
电压的质量保障，是通过对系统的无功平衡来完成的。
电压和无功功率通过互相调整和平衡，得到安全稳定的负荷。
在调节的同时，实现对损耗的降低，也使电费得到了节约。
同时，也降低了设备运行的维护周期，维护费用也随之节约下来。
电网系统中，无功电源会产生负荷，电网系统也会产生一定的网络损耗，无功电源的无功出力，只有满足这些需求，才能让电压稳定在额定值。
通过无功补偿设备的投退和对电压的合理调节，可以保障得到的电能质量，让得到的电压合乎生产要求。
标签：变电站；无功补偿；投退；电压控制调整引言电网中的重要设备，例如变压器、电动机等，都需要电力负荷，而且在运行中正常运行的前提就是要有一定的无功功率。
在电网中运用无功补偿设备，可以为电网提供无功功率，而且还要对电压进行调整，让其稳定在额定值，才能让电网的利用效率有所提高。
一、无功补偿概述一般，我们将无功功率补偿简称为无功补偿。
我们在电网中设置了各种无功功率补偿装置，是因为电网中带有感性负荷的设备必须由电源提供一定的感性负荷，从而导致电网线路产生一定的无功功率，使得电气设备的利用率降低。
通过无功补偿装置提供的无功功率，可以弥补线路的无功功率，可以让电气设备的利用率大幅度升高，从而增加系统的抗干扰能力，对电压进行合理调整。
目前，传统的无功补偿方式在我国的电力系统中得到广泛使用，这些无功补偿方式，并不具有实时性，运行人员需要对系统中的电压的无功功率进行监视，还要随时对电压进行调整，有时候对电压的无功功率调整过度了，还会导致比较大的电压波动。
这种无功补偿方式不能保障电压的稳定，也不能保障电压的连续性，而且无功设备的运行，并不代表电网的真实情况。
对电网进行无功补偿的初衷是让供电功率进一步提高，而且要将线路的损耗降到最低，从而使供电环境得到改善。
现代电网中多采用VQC，即电压无功综合自动控制器，实现对电压无功的自动调节。
浅谈变电站自动电压无功控制（AVC）系统存在问题及改进建议作者：花潇来源：《科学与财富》2013年第10期摘要：本文描述了变电站自动电压无功控制（AVC）系统存在问题，并就如何改进解决此类问题提出了自己的观点，使得电网消耗最低，提高整体电力系统运行的经济性。
关键词：变电站电压无功控制（AVC）建议引言：电压质量是电能质量的重要指标之一，电压质量对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。
电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件。
如何控制电压无功就至关重要。
控制电压无功直接关系到降低电网消耗，更重要的是使得电力经济效益发挥到最大。
一、AVC系统概述自动电压控制系统是通过监视变电站的关口无功和变电站母线电压，保证关口无功和母线电压合格的条件下进行无功电压优化计算，通过改变电网中可控无功电源的出力，无功补偿设备的投切，变压器分接头的调整来满足安全经济运行条件，提高电压质量，降低网损。
一般而言，AVC系统主要有两种形式：一种是集中控制型，即在电网调度自动化系统（SCADA/EMS）与现场调控装置间闭环控制实现AVC；另一种是分散控制型，即单独在现场电压无功控制装置（VQC）上的计算模块与调控模块间闭环控制实现AVC。
我省采用集中控制型，即在省调设立主站，各变电站及电厂为子站，二者通过电力调度数据网或专用远动通道进行通信。
AVC系统主要有以下三项功能：（1）优化全网电压。
当电压越上限或越下限运行时，自动分析同电源、同电压等级的变电站和上级变电站的相关电压，根据不同情况投切变电站的电容器、电抗器，从而实现全网调节电压。
（2）优化无功电压。
当电网内各级变电站电压处在合格范围时，通过控制本级电网内无功功率流向，从而达到无功功率分层就地平衡。
（3）优化网损。
当压额和功率都合格时，可以进行设备电压、网损灵敏度分析，并进行排队选择控制的设备，从而达到优化网损的目的。
正因为AVC系统的上述三项功能，在其实际的运用中，其主要有以下三点意义：（1）大大降低了以前调度工作的劳动强度，实现了自动电压调度，提高了电压质量。
浅谈变电站无功电压控制
作者：南洲江
来源：《中国新技术新产品》2016年第08期
摘要：本文主要介绍了变电站无功电压控制的现状，阐述了当前我国典型的几种电压无功控制的策略，且对其中的一些问题进行阐述，为变电站无功电压控制的研究提出合理依据。
关键词：变电站；无功电压；控制
中图分类号：TM63 文献标识码：A
电压的稳定不但能够保障电力系统安全运行，而且对国民经济正常的生产也有着极为重要的作用。
稳定的电压可以延长电力设备的使用寿命，也能够提高电能的质量。
随着电站负荷的加剧，其电压与无功调节的需要愈加频繁，这对变电站无功电压控制的考验也更加严峻。
一、变电站无功电压控制的重要意义
电能质量的标志是电压，若电压的偏移额定制较大，将会极大的缩短用户家电的使用寿命，影响家电正常工作，甚至还对电力系统稳定运行造成一定的阻碍。
经研究分析表明，电压偏移是因为电力系统无功率分布不均匀而导致，所以电压调整便是针对无功功率合理分布的问题。
我国电力系统的电压调整采用有载电压变压器分接头位置，从而造成变压器的变比改变；另外一种方法便是投切并联电容器组，最后对无功电压进行无功补偿，这两种方法仍旧存在着一定的局限性，变电站电压的调整需要人工来进行完成，人工操作难以准确合理的调节、自动调控装置仅仅只针对电压无功进行独立调节，并未将无功电业和自动调节相结合，若无功电压调节次数过于频繁，将会增大变压器的负担，从而降低供电可靠性。
二、变电站电压无功控制策略
1 按功率因数进行控制。
根据功率因数的大小来对电网无功电压进行控制，根据电网中可以放映出电流和电压相位差功率的因数来控制信号，控制并联的电容器投切，然后达到无功补偿的目的，这种较为传统的无功电压控制方法虽然有很多优点，但却不能全面对无功电压进行控制，功率因数只是影响无功分量的一个因素，而且功率因数的大小并没有直观的放映出无功缺额的大小，按功率因数大小来控制无功电网这种策略极易导致控制系统的投切震荡，从而使控制系统使用寿命和可靠性大大降低，对于电网以及用户家电的正常运行造成了极为不利的影响。
2 根据母线电压来对无功电压进行控制。
根据母线电压的高低来进行无功电压控制，无功功率的波动往往会导致电网电压的波动，一些针对电压有着严格要求的变电站，仅仅以母线电
压的高低来对供电站无功电压进行控制，没有真正的考虑无功电压平衡的基本条件，这种片面的判断方法容易导致并联电容的自动投切在变电站中的补偿效果并不明显，这种按母线电压高低来进行无功控制的方法，存在着一定的局限性。
3 按照九区图进行综合控制。
九区图电压控制是无功电压控制的方法之一，是根据变电站的运行方式，运用实时监测以及对电压的判断从而构成变电站无功电压控制的策略。
综合逻辑判断是根据固定无功和固定电压上下的特性，将无功电压与凭借分成九个区域，在每一个区域之内采用不同的控制策略，在电容器组以及有载调压变压器控制时，九区图控制的原理较为清晰，而且能够轻易的实现，然而这种九区图控制却有一个前提，那便是固定电压无功的上下线，而且没有充分考虑到电压影响和相互协调之间的关系，在分析运算的过程中，实时数据太过于分散和随机，导致控制的不确定性，容易出现设备投切极为频繁。
4 模糊逻辑无功电压控制。
模糊理论经常解决不同量纲、不确定、相互冲突多目标优化的问题，所以运用模糊理论方法解决变动站无功电压的问题效果较为突出，模糊控制算法一般要按照几个顺序来进行，首先确定电压控制的输入输出信号；其次确定信号的模糊集；再次确定电容器组和有载调压的分接头；最后确定和选择模糊逻辑算法。
然而模糊理论同样具有一定的片面性，信息的模糊处理直接导致控制系统精确度降低，而且缺乏系统的设计方法，很难定义精确的控制目标，在选择控制规则、选取论域、选择量化分子以及定义模糊集等多采用试凑法，对于一些复杂的控制系统效果并不明显。
三、针对人控智能无功控制有关策略
1 专家系统无功电压控制。
推理结构和知识库共同组成专家控制系统，根据某一领域中权威提供的一些专业知识，进行准确推理，模拟出权威专家做决策的整个过程，专家系统提供专家级别水平的解决方案，让调度的工作人员在运用信息化技术时，也能够借鉴人类专家系统分析来增强控制的结果，就目前而言，专家系统存在着一定的片面性。
如当系统的规则较多、规模较大时，推理的速度就会受到一定的限制、某些转接缺乏一定的经验，处理一些新问题的能力有限以及兼容性较差等，在系统出现故障时，系统参数变化较大，优势可能会给出一些错误的策略、建造大型的专家系统，耗费的时间较长，而且知识的校对以及获取都有一定的难度。
2 人工神经网络的电压无功控制。
人工神经网络的电压无功控制主要是运用了神经网络特点，总结出一种神经网络无功电压综合性的智能策略，神经网络的输入包括了有功与无功、低压侧与高压侧等，输出主要包括接头位置以及并联的电容器开关状态，训练样本则主要是根据变电站监控系统中一些相关的历史数据，这种办法虽然综合考虑了电压控制与无功电压的权重，取得了一定程度的控制，但仍旧存在一定的局限性，如学习的速度较为缓慢而且训练的时间很长，不易收敛局部几点较少，系统结构若是发生变化，就要对新样本进行重新学习，提供不了相关信息，无法帮助工作任运进行正确的推断，输出结果不易理解。
3 人工智能方法的点发无功控制。
人工智能为解决电压无功问题拓展了新思路，不同特性的人工职能对于所解决问题的侧重点自然有所区别，取得的效果也有所差异，所以人们才将能够解决无功电压的各种方法综合在一起，去其糟粕取其精华。
将模糊理论和专家系统紧密结合，同时克服模糊技术建模困难、学习能力较差的缺点，主要是以专家系统中所形成的知识库作为无功电压控制的重要依据，以模糊机构来进行控制，保证了专家系统规则能够合理的推理以及生产操作指令。
结语
变电站无功电压控制对国民经济有着重要影响，本文深入研究了变电站无功电压控制的问题和意义、变电站电压无功控制策略，主要策略有按功率因数控制；按母线电压控制；九区图综合控制；模糊逻辑无功电压控制；专家系统电压无功控制；人工神经网络电压无功控制；人工智能方法的点发无功控制，这些针对变电站无功电压控制的策略各有优缺点，希望有关工作人员在实际操作中应该用其所长，避其所短。
参考文献
[1]彭永葆.浅谈变电站电压无功控制策略[J].工程技术，2013（11）.。
