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负荷电压静态特性对变电站电压无功控制策略的影响 ·727· 负荷电压静态特性对变电站电压 无功控制策略的影响 李升 (南京工程学院电力工程系，江苏 南京 211lOO) 摘 要：合理的控制策略是保证变电站VQC实际投入运行的基本要求。传统的十七区图控制策略是在假设 变电站负荷取恒定阻抗负荷模型的基础上进行设计的，并不具有通用性。本文对变电站综合负荷 的电压静态特性对VQC控制策略的影响开展了研究，提出了恒定阻抗负荷模型下的十六区图策 略、恒定功率负荷模型下的十五区图策略以及适用于Lump和ZIP负荷模型的电压——功率因数 模式的十五区图策略。运用ETAP仿真分析表明，考虑变电站负荷模型影响的VQC策略可有效 地减少受控设备的动作次数。 关键词：变电站；VQC；负荷电压静态特牲；负荷模型；控制策略 1 引言 20世纪90年代以来，变电站电压无功综合控制(VQC)问题一直受到广泛地关注，其间出现了大量 的理论研究成果和实际的VQC装置或软件。 控制策略是变电站电压无功综合控制的基本准则，一直以来VQC的控制策略主要沿两个方向发展：一 是基于九区图的区域图法控制策略，目前绝大部分VQC装置或变电站综合自动化系统VQC软件都采用这 种策略；一是基于人工智能控制技术的控制策略，专家系统、神经网络、模糊控制、模糊神经网络及遗传 算法等几乎所有的智能控制算法都被尝试应用于变电站电压无功综合控制中[1~5]。从实际应用的角度出发， isthe VQC的控制流程应遵循简单可靠(Simplebest)的原则，例如变电站综合自动化系统的VQC软件模 块，由于受到远动数据采集精度和更新速度的影响和限制，复杂的智能计算在实际运行中往往并不能获得 较优的控制效果[6]。 ’ 合理的控制策略是保证VQC实际投入运行的基本要求。然而九区图、十七区图控制策略并未考虑到负 荷电压静态特性的影响因素，因此可能会造成受控设备(分接头、电容器)动作次数的增加，从而影响到 设备的使用寿命。本文采用美国OTI公司的电力及电气系统仿真软件ETAP 对变电站综合负荷的电压静态特性对电压无功控制策略的影响开展研究。 2调档对变电站电压无功的影响 如图1所示，现以一台变压器为例来分析变电站电压无功综合控制问题。VQC通过调节有载调压变压 器分接头和投切并联电容器组对变电站的电压和无功 进行控制，一般取变压器低压侧母线电压【，z和高压侧 无功功率Q。(或功率因数PF。)分别作为电压和无功 的考核对象。 由于VQC的各种控制策略都是建立在调档和投切 田1简单变电站示意 电容措施对变电站电压无功影响的基本调节规律之上， 因此有必要对调档和投切电容对玩、Q1、PF，的影响作一深入的了解和探讨。 为了描述的方便并获得统一的规律，本文对容性功率因数进行“加2”处理，功率因数的整体表达范围 ·728· 电力科技发展与节能 为O～2，即 1／√1+‘Q1／P-)。 Q，≥o PF】：j (1) 【2—1／~／1+(Q，／P1)2Q10 众所周知，投切1组电容器对U。、Q。、PF。的影响是： 投入1组电容，巩升高，Q。减小，PF，增大；切除1组电容，U2降低，Q。增大，PF-减小。 而调档对变电站电压无功的影响规律要复杂些，并且同变电站综合负荷的电压静态特性有关。综合负 荷的电压静态特性用来描述负荷有功和无功功率稳态值与电压的关系，一般用ZIP负荷模型来表示负荷的 PowerSta- 电压静态特性，其有功和无功功率均含有恒定阻抗、恒定电流和恒定功率三个负荷分量。ETAP ti