基于工控工作站的新一代VQC自动装置剖析

　

摘要： 维持电力系统的电压在允许的范围内变动，对保障电力负荷的正常运行和系统自身的安全至关重要，而电压水平则是与无功功率的平衡密切相关，控制无功补偿的电容器投切，可以改变网络无功功率分布，改善功率因素，减少网损和电压损耗，本文介绍一种新型的基于工控工作站的电压和无功自动调节装置。
关键词： 电力系统 电压和无功 自动调节 VQC自动装置 控制策略
一、前言
维持电力系统的电压在允许的范围内变动，对保障电力负荷的正常运行和系统自身的安全至关重要，而电压水平则是与无功功率的平衡密切相关，控制无功补偿的电容器投切，可以改变网络无功功率分布，改善功率因素，减少网损和电压损耗，对此要求电力系统的无功尽量的保证就地平衡。以前的控制手段是手动调节，随着电力自动化程度的提高，现在使用较为普遍的是由微处理器构成的自动调节装置来完成，该类型的装置在手动的调节上有了进步，但它仍有着以下主要缺陷：
1、控制方式有限，在有限的方式外不能根据具体的要求设定。
2、针对不同的系统、不同的要求自适应性欠佳，功能的增加需软硬件的双层增加。
3、可视信息量少。
随着电力网络的不断发展，对调节装置的自动化程度的要求越来越高、调节方式的要求越来越灵活。一种新型的基于工控工作站的电压和无功自动调节装置（以下简称VQC自动装置），在以上的问题上得到了很好的解决，它主要具有以下特点：
1、结构简单，主要由工控工作站、接口机箱和打印机构成。
2、软件采用面向对象技术和模块化设计，向用户提供了最优的人机界面。
3、功能的程序化程度高，控制方式和功能的实现灵活，维护方便。
4、采用了先进的接线识别技术用于变电站运行方式的自动识别，使装置可以适应变电站各个电压等级各种主接线形式的需要。
5、屏幕操作功能强，在屏幕上能进行主变的调档、电容器的投切、开关的手动设置、闭锁和解除闭锁等操作。
6、可视信息量大，在屏幕上有实时的各母线电压、主变高压侧的电流、主变的无功、功率因素、主变档位、各断路器及刀闸的状态（合上、断开）、主变和电容器的运行状态（运行、停运、闭锁、检修）、主变运行区域、实时动作和闭锁信息；点击电压和无功表计可观察电量的日变化曲线；通过菜单可查看和打印历史动作和闭锁信息。
7、具有仿真功能，在不加任何外部交流量和开关量的情况下，通过键盘和鼠标建立系统的仿真模型进行各种试验，试验中没有出口，可以通过电量和设备状态的模拟变化，观察系统的所有动作过程。
8、较完备的自检自恢复功能，当出现异常时能及时报警，当系统受到干扰时，能自行恢复。
9、具有谐波监测功能，当投入电容器引起谐波放大时，可切除所投电容器，消除谐振现象。
二、电压无功的调节原理
1、原理框图：
VQC自动装置由工控工作站，模拟量输入和开关量输入输出接口箱、打印机等外部设备，组成了一个多输入多输出的闭环自动控制系统，如图1所示。装置通过接口检测中压侧和低压侧母线开关状态、电压和变压器无功，对运行方式和运行区域进行识别和处理，当检测到电压和（或）无功越限，经过一定延时后即发出控制命令，调节变压器分接头和（或）投切电容器，将电压和无功控制在给定范围之内。

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