电力系统电压无功调节PLC控制

摘 要 在电力领域，电能质量是一个永恒的主题，衡量它的三个指标为电压、频率和波形，其中电压与无功功率密切相关。电力系统电压无功调节PLC控制这一方案，主要采用的是扩展灵活、抗干扰性能好、通讯联网能力强以及功能强大的PLC（可编程逻辑控制器）作为控制核心。

关键词 电压；无功；控制；PLC

中图分类号G210 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0161-02

0引言

电压无功控制的意义：用户对电能质量的要求日益提高，人们越来越中越重视电压无功综合控制中存在的不足与缺陷，确保电力用户中的电压值趋于额定电压值，已经成为电力系统在运行与控制过程中的一个必须解决的问题，电压值过大不仅仅会对电力用户的正常用电造成不利的影响，还会导致网损的增大，还会在一定程度上对电力系统的稳定性造成影响。电力无功控制中的要求：要将供电电压维持在一个合理的范围之内，电力系统中的无功平衡要保持一个稳定、合适的状态，在确保电压值处于一个合格状态的前提下，要将电能的损耗降低到最小值，降低对并联补偿电容器组以及变压器分接开关的调节频率。

1电压无功控制的目标与原则

1.1电力无功控制的原则

在保证无功功率处于一个基本平衡状态的前提下，要降低对其进行调节的频率，对电力设备进行反复的调节，不仅仅会对电力系统产生一定的冲击力，还会在一定程度上引起变压器以及开关设备出现相关的问题，缩短了电力设备的使用寿命，根据相关的调查结果显示，有载调压变压器发生故障的原因，主要就是因为对分接头的调节。

这就要求，在变电站电压无功控制的过程中，必须按照电压无功控制原则进行相关的操作，在进行电压无功控制的时候，主要的约束条件有以下几个方面：

1）在电容器的使用过程中必须遵循循环投切这一原则；

2）在电容器处于放点状态的时候，不能够对其进行重新投入；

3）电压无功控制中被切除的设备，不能够参与到无功控制的过程中；

4）当变压器中的档位在极限位置上的时候，不能够对其进行调节。

最后通过电压无功控制达到如下目标：

1）电压合格率最高；

2）功率损耗最小。

1.2电压无功控制的基本理论

以35kV/10kV变电站为例，其接线图如图所示。根据图中所反映出来的信息可以知道，K代表的是有载调压变压器中的变比，U1代表的是一次电压，U2代表的是二次电压，SL代表的是负载视在功率，QL代表的是无功功率，PL的是有功功率，UL代表的则是载电压，RL代表的是线路中的电阻，XL代表的是线路中的电抗。

为了为了保持用户端电压即UL不变，就要通过调节U2来作用，那么如何调节U2呢，我们可以通过改变变压器的变比K或者通过投切补偿电容器来实现。

第一种方法：由于当U1不变时U2与K成反比，当负荷增大时，电压降也会增大，那么只有通过增大U2来保持UL不变，那么此时可以通过减小K来实现，即向下调分接头。反之当负荷减小时，向上调分接头。

第二种方法：投切补偿电容器，把U2作为线路末端，

九区图的原理

上图的九区图有别于传统的九区图，根据图中的信息数据可知，U+代表的是分接头下调一档，cos代表的是分接头上调题档。图中9区和11区是为了避免电压超过限定值的不动作区，防止出现往复动作这一现象。这就是对九区图进行改进与完善之后所呈现出来的效果，这一种策略与九区图策略相比较而言，要更加的精确，对无功调节以及电压值调节的效果进行了深入的分析与研究，这一策略对于1区、5区、10区、12区的调节，主要的对象就是分接头，这就在忽略了电容器在调节压力值这一方面的作用，也与相关规定中的标准与要求形成了矛盾，无功补偿设备中不合理的投入量，会导致电力设备在实际运行的过程中出现电压越限的现象，在这一情况下采取投切电容这一种方式进行调节才是最有效的手段。

下面介绍一下U+，U_，cosφ+，cos_的算法。令某一时刻系统的有功功率为P，功率因数为cosφ1，在此时投入一组电容，该电容的容量为Q，投入后功率因数为cosφ2。由于在投入电容前后系统的有功功率不变一直为P，根据系统投入电容前后无功的差可得如下式子：

根据上述式子可知，电力系统中有功的传送在处于不相同状态的时候，对一组电容器进行投切来改进功率因数的效果也不同，所以按照某一个固定的有功功率值P，在对一组电容器进行投切之后改变的功率因数，可以将其当做九区图中对cos+、cos_这两个值的进行确定的依据，当电力系统中实际功率与P的差值非常大的时候，就会出现可以采取投切电容来降低压力值，但是却通过分接头对其进行调节的现象，导致分接头调节次数的不断增多，造成电容器出现往复投切这一现象，这就说明这一种固定变价值中的控制方式是不合理的。

可以通过下列式子，对投入电容前后的电压损耗变化进行计算：

由上式可以知道，电压损耗的变化和有功关系没有直接的联系，电容器的容量是决定电压损耗变化的主要因素，可以根据这一数据信息，对防电压越限不动作区中的范围进行有效的确定。

参考文献

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