电力系统中的电压无功控制-开题报告-文献综述-参考文献

 

随着电网规模的不断扩大,电网结构的日趋复杂,电力系统的安全生产及经济运行成为当今重大研究课题。电压是电力系统电能质量的重要指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电损耗和人民生活用电都有直接影响。保证用户的电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一，而电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。无功功率是影响电压质量的一个重要因素，电压质量与无功是密不可分的。

一是自动电压控制(Automatic Voltage Control，简称 AVC)。二是电压无功控制(voltage reactive power control，简称VQC）。这两种控制方式都是保证电力系统安全经济运行，提高电压质量的重要手段之一。

自动电压控制技术(AVC)在国内外的发展现状

国外的研究现状

    德国电力公司 RWE 为代表的两级电压控制系统。在德国电力公司 RWE 的两级电压控制系统中，最优潮流 OPF 将计算出的优化结果下达到各发电厂实现电压无功控制。在中调控制中心中，最优潮流 OPF 是基于状态估计，并在 EMS 的最高层次上实时运行，在满足约束条件下，以网损最小为目的的全局无功优化控制，无分区控制。这种模式虽然简单，但对 OPF 完全依赖，有以下几点不足：(1)OPF 对 EMS 各环节的要求很高，任一环节若发生异常都有可能使 OPF发散或者优化结果不可用。(2)OPF 模型不仅计算量很大，而且计算时间也相对较长。(3)OPF 主要考虑网损要最小化及对电压的限制，作为静态优化计算完全依赖于 OPF，使调节的电压的稳定性较差。

法国电力公司 EDF 为代表的三级电压控制系统。由法国电力公司 EDF 于上世纪 70 年代研究、应用，在法国、意大利、比利时都得到了较好的应用。国际上目前公认为是最先进的电压控制系统。将电网划分成三级电压控制。三级电压控制与二级电压不同之处，是由于三级电压控制通过时间解耦规定了各级控制器的响应时间，可进行多目标控制，即：由一、二级电压控制来快速响应以保证电压的安全和质量；由三级电压控制来实现控制的经济性，响应速度较慢一些。不过，三级控制系统也有缺点：二级电压控制受系统电压无功分布局域性的影响，而控制系统的精准程度决定于区域无功电压耦合的程度。但是，随着电力系统不断发展变化，相对解耦的区域也会发生不断的变化，而这种固定控制参数的方式其灵敏度也会随运行工况的变化而实时变化，故这种以硬件形式固定下来的区域控制器，无法随之想适应，不能实现很好的控制。

国内的研究现状

河南省网 AVC 系统

系统采用了基于加拿大 CAE 公司的 EMS 系统来实施的，系统对集中受控的电厂多（大约 15 个），取得了明显的经济效益，但其核心软件 OPF 软件采购的是美国 PCA 公司的软件，不是自主开发的。控制模式采用了两级电压控制模式。

福建省网 AVC 系统

该系统采用了与德国电力公司 RWE 的两级控制的相似模式，将优化结果直接下发到各厂站系统，无二级电压控制器。在电网正常运行时，由 OPF（遗传算法）实现控制；在电压越限时，变为基于灵敏度的快速分区校正控制，但此方式没有考虑经济性。

安微省网 AVC 系统。

系统采用了基于美国 VALMET 公司的 SCADA 功能和美国 OSI 公司的 EMS应用软件来实施的[1]。按照区域无功就地平衡的原则，避免由于无功功率远送造成的压降和网损，使无功功率尽量做到分区分层平衡。该系统在控制模式上类似于两级控制模式。

江苏省网 AVC 系统

江苏省调与清华大学合作共同开发了江苏省网 AVC 系统[2]。在三级电压控制模式的基础上，结合江苏省网不断变化的电网结构和运行方式的实际情况，研制出了基于优化潮流 OPF 和软分区的三级电压控制新模式[3]。该系统采用时空解耦，由上级向下级下发最优设定值，可达到电压的安全优质控制。

变电站电压无功控制(VQC)及其发展

变电站电压无功控制(VQC)主要是采用有载调压变压器和补偿并联电容器组,通过调节有载调压变压器分接头和投切并联电容器组来实现调节电压合格和无功平衡的目的。但是在电压、无功功率双参数需要调节的情况下,靠人工调节往往难以做到准确判断和及时调节。人工调节不仅增加了运行人员的劳动强度,而且不能充分利用无电源设备的补偿作用和保证电压合格率。因此,如何实现变电站电压、无功的自动控制是一个值得研究的问题。

早在20世纪80 年代，清华大学电机系就和北京电力公司合作研制成功了国内第一台微机型电压无功综合控制装置，其后国内又有多家单位投入到电压无功综合控制装置的研制中来。这些电压无功综合控制装置在变电站的运行实践证明，不仅提高了电压的合格率，降低了电能损耗；同时也大大降低了运行人员的工作强度，避免了人为操作失误，对提高变电站的自动化水平起到了积极的促进作用。90 年代中期以来，变电站综合自动化的水平逐渐提高，变电站内的各个自动装置的实现方式发生了很大的变化，电压无功综合控制装置的实现模式也随着综合自动化系统在变电站的广泛应用，出现了后台监控下的软模块实现方式。随着区域电网无功优化系统的建立，变电站电压无功综合控制功能在变电站的实现模式也必然有相应的变化与调整。

二、^范文提纲

目  录

   

1.电力系统..........................................................

  1.1电力系统的构成.................................................

  1.2电力系统的运行与控制...........................................

2.电压与无功的关系..................................................

3.自动电压控制(AVC)系统介绍.........................................

  3. 1自动电压控制(AVC)系统基本原理..................................

  3.2自动电压控制(AVC) 策略.........................................

  3.3自动电压控制（AVC）在电厂侧的应用...............................

  3.4应用自动电压控制技术（AVC）前后滩坑电厂220KV母线的电压情况....

4.变电站电压无功控制.................................................

  4.1变电站电压控制的方法...........................................

  4.2 电压无功自动控制装置的特点....................................

  4.3 电压无功自动控制装置控制策略..................................

  4.4电压无功控制在白雀220kV变电站中的应用........................

四、总结.............................................................

参考文献.............................................................

参考文献

[1]丁晓群,黄伟,章文俊,等.基于电压控制区的主导节点电压校正方法.电网技

术,2004,28(14):44-48

[2]郭庆来,孙宏斌,张伯明等.江苏电网 AVC 主站系统的研究和实现,电力系统自动化,2004,28(22):83-87

[3]孙宏斌,张伯明,郭庆来等.基于软分区的全局电压优化控制系统设计,电力系

统自动化,2003,27(8):16-20

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