采用PCC的无功补偿控制装置

摘要：本文针对变电站无功补偿控制和有载调压控制的现状，提出了电压调节、无功补偿分别控制相互配合的设计思想，以可编程计算机控制器（PCC）和电量变送器、输入输出控制模块等组件为基础，应用先进的控制技术和数据处理技术，采用面向对象的设计思想，以无功功率缺额为主控参量、以电容器投切前后电压变化趋势为参考、协调母线电压的控制方式，成功开发了具有高可靠性的无功补偿控制装置，为无功补偿控制装置的开发提出了一种新的开发思路。

关键词：无功补偿 控制 PCC
1　前言
　　考虑到目前补偿控制装置和补偿方式的特殊性及高可靠性的要求，在目前现有的产品存在缺陷的情况下，本文提出一种采用新的控制方式的装置。

2　一种新的无功补偿控制装置
2．1　设计思想

　　 针对目前对无功控制装置的要求，在对变电站运行方式进行了充分调研的基础上，提出变电站无功补偿和电压调节应分别考虑的思想，电压调整依靠有载调压变压器的电压控制调节器来完成，控制参数主要考虑低压母线电压和变压器分接头的位置。无功控制装置完成电容器投切控制，主要控制参数是系统的无功缺额，电压参数只作为限制量，在无功控制装置中，考虑电压调节器故障或变压器分接头到达极限档位时，并预测电容器投切后的电压变化量限制电容器的投切控制。同时在无功控制装置中充分考虑现场要求，增加纪录、通讯、显示等功能。
　　 本装置采用对110kV变电站中的电压、无功分开调节、协调运行的控制方式，不但可以使控制设备故障的危险分散，使控制过程简化，而且便于实现优化的智能控制算法，能够满足现行系统对无功补偿控制装置的要求，并且可大大提高控制设备的可靠性。

2．2　硬件

　　 该装置核心硬件采用B＆R公司2000系列可编程计算机控制器［2］（Programmble Computer Controller简称PCC）实现，B＆RPCC是PLC的新一代替代产品，不仅具有PLC的可靠性，同时具有计算机的数据运算能力，该产品采用灵巧的模块化结构，系统组态简单方便，并具有先进的现场总线通讯系统，通过CAN，ProfiBus，RIO，ETHERNET等可组成各种网络，并带有各种标准接口，是一种完美的自动控制设备，完全可以满足和实现无功补偿自动控制装置的要求。
　　 实时参数分别采集变压器高压侧电压、电流、无功功率和低压侧电压，由电量变送器实现对各种工频电量进行变换，再通过高速A／D采集单元进行数字转换后输入中央控制单元，中央控制单元综合现场各种运行状态，进行运算、快速分析和智能决策，最后通　　过继电器隔离放大后进行控制。见图1。


　　考虑到补偿装置运行的灵活性，在控制装置中，设置就地手动控制和自动控制闭锁的软压板切换功能，并具有状态数据显示功能和数据通讯功能，装置的整定具有良好的人机界面，要求操作简单、使用方便。为了便于查看电容器的投切情况，还要求可存储30天以上的动作纪录。

2．3　软件

B＆R公司2000系列可编程计算机控制器安装有实时多任务操作系统，采用PL2000高级语言进行模块化编程，由于PCC具有计算机的分析运算能力，可实现各种优化控制功能，为实现各种智能化控制算法提供了良好的开发基础。
　　 电容器的投切控制以系统无功功率缺额为主、预测电容器投切后电压变化趋势、协调母线电压的控制方式，确定电容器组的投切。在电容器投切前，应先判定变电站的运行方式，合理地投切电容器。
　　 为了保证补偿装置运行的可靠性，在控制装置中，设置投切时段控制、闭锁控制、故障报警等功能。





3　实现功能

3．1　监测显示功能

　　 实时监测显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等参数，以及装置实时运行、动作状态。

3．2　控制功能

　　 按照系统无功功率需求与投切后电压预测相结合的整定原则，根据监测的主接线运行方式，自动控制分别安装在两段母线上的电容器组投切。动作延时、动作时间间隔可任意设置。

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