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控制技术的发展
法国三级电压控制模式
无功电压控制主要是合理安排和充分利用电网中的无功功率补偿容量和调
节能力，随时保持正常运行情况下和事故情况后电网中各枢纽点的电压在正常水
平，确保电网的安全稳定运行。避免长距离输电线路或多级变压器输送大量无功
功率。传统的无功电压控制一般采用分散控制，在这种控制方式下，各电压控制
设备（发电机、电容器组、有载调压变压器等）仅能获取本地信息，独立地控制
本地的电压。这样的分散控制速度快，不依赖于控制中心，但由于控制器之间无
法协调，仅保证就地无功电压控制在上下限范围内，可能会对主网的无功分布、
电压水平产生不利影响。与分散控制相对应的是电压集中控制，它需要系统范围
内各点的电压信息，由调度中心产生控制信号，这种控制方式对无功量测精度和
数据通信有较高的要求，实施起来有一定的困难。
分级式的电压控制，作为上述两种控制方式的折衷，是一种比较好的电压控
制方式。在法国等一些欧洲国家，采用了三级电压控制模式，将电力系统的电压
控制功能按时间和空间分开，具有分级递阶的控制结构，如图所示[105][106]。
系统控制中心实时信息三级电压控制
VPilot()VPilot(j)
refref
地区i控制中心••地区j控制中心
二级电压控制
受控机组受控机组
主导节点电压主导节点电压
一级电压控制
不受控机组不受控机组
j
i地区
地区
图7-1具有递阶结构的电压控制系统示意图
三级电压控制位于最高层，是对全系统的控制，由系统控制中心执行，其响
应时间为几十分钟。主要控制作用为电压稳定的监视与控制。这类控制主要是协
指导调度人员的干预。除安全监视外，经济问题是该控制层
主要考虑的问题，经济调度是这一控制层的日常工作。三级电压控制的任务是：
利用系统范围的信息，确定能够满足电网安全约束的、使系统经济运行的各主导
节点的电压幅值。
二级电压控制处于中间层，是对某个区域的控制，由各地区的控制中心执行，
时间常数约为几十秒钟到几分钟。控制的主要目的是保证枢纽母线（）
电压等于设定值，如果枢纽母线的电压幅值产生偏差，二级电压控制器则按照预
定的控制规律改变一级电压控制器的设定参考值。
二级电压控制作为防止电压崩溃事故的措施，首先由法国EDF（Electricite
deFrance）提出，从1974开始单区试验，至1985年，几乎整个法国电力系统都
配置了二级电压控制，相应地有27个控制区，100台火电机组和150台水电机
组，控制的总无功功率约30000MVar。运行实践证明了二级电压控制简化了运行
控制工作，更好地协调了控制机组间的无功出力。随后，该控制方式也意大利[107]、
西班牙[108]等国家付诸实施。近一步的研究也表明[109-112]，二级电压控制是管理
控制区内可利用的动
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