基于模糊理论的变电站电压无功控制系统设计
利用Simulink对变电站电压无功综合模糊控制的仿真概要
总第４４卷第５０３期电测与仪表Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．５０３Ｎｏｖ．２００７２００７年第１１期ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对变电站电压无功综合模糊控制的仿真＊孟伟，包蕊，朴在林（沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳１１０１６１）摘要：本文利用ＭＡＴＬＡＢ的模糊逻辑工具箱对实例变电站的电压无功综合控制设计模糊控制系统。
利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中的电力系统模块（ＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ）对实例变电站进行搭建，并将设计好的模糊控制系统与构建的变电站模型连接，完成对变电站电压无功的模糊控制，并对此运行模型得出仿真结果。
分析仿真结果，满足预先的设计思想及理论要求。
关键词：变电站；电压无功；模糊控制；仿真中图分类号：ＴＭ９３３；ＴＭ７４３文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－１３９０（２００７）１１－００１７－０４ＴｈｅｅｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｒｅａｃｔｉｖｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｕｔｉｌｉｚｉｎｇｓｉｍｕｌｉｎｋＭＥＮＧＷｅｉ，ＢＡＯＲｕｉ，ＰＩＡＯＺａｉ－ｌｉｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎＹａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｕｓｅｓＭＡＴＬＡＢｔｈｅｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃｔｏｏｌｂｏｘｄｅｓｉｇｎｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｘａｍｐｌｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｒｅａｃｔｉｖｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌ．Ｂｕｉｌｄｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｓｕｂｓｔａ－ｔｉｏｎｍｏｄｅｌｍａｋｉｎｇｕｓｅｏｆＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓｏｆＳｉｍｕｌｉｎｋ，ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｎｇｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｂｕｉｌｔ，ｃｏｍｐｌｅｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｏｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｒｅａｃ－ｔｉｖｅ，ｒｕｎｎｉｎｇｔｈｉｓｍｏｄｅｌａｎｄｅｄｕｃｉｎｇｅｍｕｌａｔｉｏｎａｌｒｅｓｕｌｔ．Ａｎａｌｙｓｉｓｉｔ’ｓｓｉｍｕｌｉｎｋｒｅｓｕｌｔ，ｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｄｅｓｉｇｎｔｈｏｕｇｈｔａｎｄｔｈｅｏｒｙｒｅｑｕｅｓｔｉｎａｄｖａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｖｏｌｔａｇｅ／ｒｅａｃｔｉｖｅ；ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ０引言１．１．１模糊控制系统概述凡采用模糊控制器的系统称为模糊控制系统［５］。
变电站电压无功模糊控制系统设计及仿真_邹蓉蓉
江西电力职业技术学院学报
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邹蓉蓉 !， 李
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基于模糊控制理论的变电站电压／无功微机自动控制装置
ＶＱ ＡＣ 装 置由硬件和 软件 两大 部分 组成 。 硬件 以工业控 制计算 机 ＭＯ Ｄ Ｅ Ｍ与调度中心 的通信 （ 串行） 。 通信 中的信息主要 包括： 模拟 量信
（ Ｐ ｅ ｎ ｔ ｉ ｕ ｍ ２ ３ ３ ） 为主体 ， 辅 以独 立 的可编程 的模 拟量 采集 板 （ Ｙ Ｃ 模 息、 状态信息 、 控制信 息、 报文信息等。 板） 、 开关 量采 集板 （ ＹＸ 模板） 、 控制 对象 输 出板 （ ＹＫ模板 ） 、 电压谐 ４ ． ４ ． ５ 算 法与控 制模块 波 分析 模板 （ ＸＢ 模板 ） 以 及Ｉ ／ Ｏ接 口、 彩 色显 示器 、 打 印机 、 软驱、 光 该 模块是Ｉ Ｖ Ｑ ＡＣ 装 置进行有效控制的核心部 分， 通过一系列 控制算 驱、 键盘 、 鼠标 、 电压、 电流 互感器、 开关 电源等 一系列接 口部件 组成 ， 法 的分析和 计算 ， 实现 对电压无功 的最佳 控制。 主要包括 ： 在线 负荷 短 整 个装 置的硬件可分 为主机 层、 采样 层及继电变送层三部 分。 期 预测 ， 电压运行 曲线拟 定 ， 模糊控 制算 法 ， 谐 波分 量分析算 法 ， 电量 主 机层 、 采 样层及继 电层均安装 在Ｖ Ｑ Ａ Ｃ 装 置中。 装置背面 为继 电 标 度变换 及格式 转换 ， 串行通信 报文 打包 ， 电压 控制策略 的制定 ， 电容 变 送层 ， 安装控 制用 的继 电器和电压 、 电流信 号变 换用 的电压、 电流 变 器组三相 电流 不平衡度 的分析， 变压器分接头 和电容器组 的调控 ， 事故 送 器。 继 电变送 层与采 样层通 过 遥控、 遥信 、 遥测 接线 板 连接 。 采 样层 闭锁 控制， 系统 自 诊 断， 系统 自举， 等功能。 中的 电量采集 板 （ Ｙ Ｃ 模板 ） 、 开关量 采集板 （ Ｙ Ｘ模板 ） 、 控制对 象输出 ４ ． 控 制流 程 板 （ Ｙ Ｋ模板 ） 、 电压谐 波分析模 板 （ ＸＢ 模 板） 置于工业控制 计算机 的插 控 制部 分的设 计 包括人 机接 口和后 台运 行两部 分。 人 机接 口部 分 槽 中， 各功能 模板 与Ｃ Ｐ Ｕ 主 板通 过 Ｉ ／ ０口 交 换数 据 ， 各功能 模板 的Ｉ ／ ０ 主 要包括 控制方 式和 控制 手段 的选择 、 控 制参 数及 控制 出口时 间的设 口地址可通过 跳线设 置。 置、 手动控制 及监视 控制的实时状 态。 后台运行 部分则是 依据运行人员
基于模糊控制算法的高压无功补偿系统研究
基于模糊控制算法的高压无ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ补偿系统研究
景 东和
（山钢集团莱芜分公司检修中心 ）
该方法就 可以被 运用于 其中，并且对 启动时 的运转 负荷实施补偿 ， 该方法 的优势是 可以减 小对整个 电网所带来 的无功冲击 。除此之外 还 有集 中补 偿 方 式 ，也 就 是 对 电 网 的运 行 采 取 系 统 补 偿 的方 法 ，这 种 方法 可 以消 除 电 网 内 的无 功 功率 波 动 问题 。 同时 ，这 种 的方 法 又 被称为高压补偿 方式 。 其次是按照 电压 的等 级来进行划分 ， 又可 以分为 高压补偿和低 压 补 偿 ，压 低 补 偿 一 般 用 于 ｌ 干 伏 以及 １ 千 伏 以下 的 电压 补 偿 。而 高压补偿 则是直接进入 电网进 行补偿 的一种方式 。 按照补偿 地点来 分，则 可以分为变压器低压母线补偿 ，线路分 布补偿 ，以及变 电站高压补偿这三种方式 。其中变压器低压母线补 偿 指的是 以无功 补偿投切装置来进行控制保护 ，并且将低压 电容器 组放入 ０ ． ４千伏 母线上 的补偿方式 ，它又被称为是动态补偿 。路线 分布补偿 也是属 于高压补偿 ，它是在配 电线路上进行安装 ，并且连 接电容器 。而变 电站高压补偿 则不 同，它 需要将 电容器组连接在变 电站的二 次母线 上，它 的特 点是补偿 的容量很大 ，而且 电压很高 。 ３ 如何实现控制软件 中的模糊控制 ３ ． １数据模糊化 因为对计算 软件 进行测量 ，所得 出的功率，以及功 率因数 的值 都是精确 的，而 且也是 具体 的，所 以不能够被放入模糊控制规则表 中，更不 能被 当做其 中的输入 量，操作人 员必须把这些值进行模糊 化。一般 的隶属度 函数 有两种 ，一种 是三角 形，一种是矩 形，这两 种形状可 以用表 格的形 式来进 行表达 ，然后 再把隶属度 函数的表格 放 入程 序 里进 行 储存 。 变量有无功功率，还有功率 因数和有功功率 ， 经 过隶属 度函数 的模糊化 以后 ，可以将 其分为 七个不 同的等 级，每 一个精确 的值进 行模糊后 ，都可 以被被 分为这 七个等 级，负大 （ Ｎ Ｌ ） 、负中 （ Ｎ Ｍ ） 、 负小 （ Ｎ Ｓ ） 、零 （ Ｚ Ｅ ） 、正小 （ Ｐ Ｓ ） 、正中 （ Ｐ Ｍ ） 、正大 （ Ｐ Ｍ） 进 行了 数据模糊 化以后，模糊 控制规 则就可 以获得 模糊量 了 ３ ． ２模糊数据的读取 ’ 进行数据 模糊化 以后所 得到值 ，要按 照控制 规则对 输出量 进行 读取，这是因为控制规则已经 被确 定，并且存在 了程序控 制当中 在查表 的时候 ，单片机 会在模 糊规 则的范围之内进 行判 断，输 出以 后的结果将被用于后面的数据 反模糊 化。 ３ ． ３ 数 据 反 模 糊 化 因为得到的数据是模糊形式的， 不能够 作为最终的控 制输出量， 只有精确的值才能被作为最终控制输 出量。因此，必须要把刚才 进 行了模糊处理的值进行精确化，这里说的精 确化，同时也被称 为数 据反模糊化。 用规则的前提部分的隶属度去拦截关于结论部分的的隶属度函 数，然后再进行计算。也就是说，全部的规则的输出都必须合在一 起。 最 后 用 过 去 常 常 运 用 的面 积 重 心 法 来 对 输 出量 的 数 值 进 行 计 算 ， 从而得出这个面积的横向坐标值。其横向坐标值就是最后的输出结
基于模糊控制理论的变电站电压无功控制策略
基于模糊控制理论的变电站电压无功控制策略作者：尹小波，程锦闽，崔健来源：《机电信息》 2015年第27期尹小波程锦闽崔健（江苏电力调度控制中心，江苏南京 210024）摘要：介绍了变电站电压无功控制的原理及目标，简要阐述了与电压关联的无功边界九区图的电压无功控制过程。
基于模糊控制理论，重点分析变电站电压无功综合控制策略，在合理选择模糊集的基础上，设计了相应的控制规则。
仿真结果证明，模糊控制策略在满足各个时段变电站电压和无功要求的基础上，有效降低了有载调压变压器分接头和无功补偿装置调节频率，有利于延长有载调压变压器和无功补偿装置的使用寿命，是一种值得研究和推广的有效、可行的电压无功控制方法。
关键词：变电站；电压；无功；九区图；模糊控制0引言电网电压是衡量电能质量的一项重要指标，电压过高、过低不仅会降低电气设备的运行寿命和工作效率，还会对电网的安全稳定和经济运行带来严重危害。
无功是制约电压的重要因素，实现无功的分层、分区和就地平衡是控制电压合格的主要手段。
变电站电压无功综合控制的目标是通过调整有载调压变压器分接头位置和投切无功补偿装置，实现电网电压合格和无功功率就地平衡，并尽可能地减少变压器有载调压开关的调节次数和无功补偿装置开关的投切次数。
电压无功综合控制就是解决一个多目标、多限值的最优控制的问题，控制策略的好坏直接决定了变电站电压无功控制效果。
1电压无功控制基本原理1.1电压无功控制基本原理和目标变电站电压无功控制要求在调整主变分接头开关调节次数、无功补偿装置开关投切次数、电压上下限、无功上下限等限值的基础上，实现电压合格、无功平衡等控制目标。
变电站典型一次接线图如图1所示。
由图1可得如下公式：ULD=U1/K-（PL×RL+QL×XL）/U2（1）S=P2L+（QL-QC）2/{U22［（RS/K2+RT）+j（XS/K2+XT）］}（2）由式（1）可知，通过调节变压器分接头，改变K值大小，可以实现对用户端电压ULD的控制。
基于MOEA的变电站电压无功控制方法
繁 的参考 量 ，当连续 两次动 作 间隔 时间小 于该值 时 ， 减 缓设备 动 作 。 数学表 达如 下 ：
２ 结 合 设 备 状 态 诊 断 的 控 制 模 型
将 设 备所 处 状 态 分 为两 种 ，即可 动 作 和不 可动 作 状态 ，可 由惰 性 因子 和 比例 因子确 定 。
２ １ 惰 性 因子 。
根 据 操 作 动作 矢 量直 接 确 定 “ 区 图 ”动 作边 界 的 五 方 法 ，其 控 制 精 度 、控 制 效 果优 于 “ 区 图 ”控 制 九
“ 十一 区图 ” 十三 区 图” 十 七 区 图 ” 已广 泛应 、“ 、“ ，
用 于 实 际控 制 。文 献 ［－ １ 在传 统 “ 区 图 ”基 础 ９ １３ 九 上 ，引入无 功模 糊边 界 调节 判据 ，解 决 了 “ 区 图 ” 九
中部分 区域 调 节振 荡 问题 。文 献 ［２ １］ 出 了一 种 １— ４ 提
策 略 。上 述 方 法 控制 简 单 ，在 电压 变 化 平 缓和 负荷
波 动 小 的 电 网中 可 以取 得 较好 的控 制 效 果 ，但 当系 统 电压 变 化 剧 烈 、负 荷波 动较 大 时 ，设 备会 频 繁 动
作 。为 了合 理 地分 配 设备 动作 次 数 ，文 献 ［５ ２ ］ １－ ２ 提
变 压器 分 接 头此 时 间 内再 次动 作 ，触 头 将 严重 损 坏 ， 电容 器 开 关 也是 如 此 。 因此 每 台控 制 设 备连 续 动作 时 间 间
隔必 须大 于 Ｔ ｉ ，小 于此 间隔 不允许 动 作 。同时 ， ｍｎ
３ ２
基于 Ｍ Ｅ Ｏ Ａ的变 电站 电压 无功 控制 方法 短时扰 动 以防止 不必要 的动 作 。若 设 ｔ 为 电压 越 界 持 续 时间 ， 为无功 越界 持续 时 间 ， 为避 开短 时扰 动 ，
基于改进模糊逻辑的无功控制策略
基于改进模糊逻辑的无功控制策略作者：于艳，孙光磊，张彪，张俊丰，张春望来源：《科技创新与生产力》 2013年第8期于艳1，孙光磊1，张彪2，张俊丰3，张春望4（1.安徽省阜阳供电公司，安徽阜阳236000；2.白城供电公司镇赉供电分公司，吉林白城137300；3.吉林省电力有限公司培训中心，吉林长春132012；4.长春电力公司监控中心，吉林长春130062）摘要：变电站电压无功控制已成为提高配电网经济性和可靠性的不可缺少的途径之一。
在传统九区图方法的基础上，结合变电站的特点，提出了一种模糊变中心九区图控制方法，利用该方法进行了变电站电压无功的综合调节，通过对算例的计算与仿真，表明该方法较好地协调了无功与电压在实时控制中的矛盾，同时也达到了对变电站实时控制的基本目标，对于变电站实时控制方法的实际应用具有参考价值。
关键词：变电站；电压无功调节；模糊逻辑；控制；变中心九区图中图分类号：TM761+.1文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2013.08.080电压是衡量电能质量的一个重要指标，保证用户电压接近额定值是电力系统运行调度的基本任务[1]。
而系统无功对电压影响极大，无功功率不足或过大，将引起系统电压下降或上升。
反之如果电压过低，无功也只能在较差的环境下保持平衡。
这样可能会造成无功引起的有功损耗过大，影响系统的经济运行。
因此电压无功控制问题已引起越来越多电业部门的重视[2]。
随着对配电网供电质量和可靠性要求的不断提高，变电站电压无功控制已成为保证电压质量、无功平衡，提高配电网经济性和可靠性的不可缺少的途径之一。
因此，采用何种灵活有效的控制方法，对变电站的有载调压变压器和并联补偿电容器进行调整，实现无功就地平衡、提高电压合格率、改善功率因数、减少有功损耗是当前电力工作者及运行人员普遍关注的问题。
1变电站电压无功控制的基本原则和方法1.1变电站电压无功控制的基本原则变电站电压无功控制（调节）的基本原则是：保证电压合格，无功基本平衡，尽量减少调节次数[3]。
电压无功模糊控制系统设计
电压无功模糊控制系统设计摘要：文章对电压无功补偿中模糊控制器的设计方法给予详细介绍，采有模糊控制可较好地处理电压质量和功率因数的关系，能够适应现场的不同控制要求。
关键词：电压；无功；模糊控制1 控制策略的设定模糊数学[2]在1965年提出，模糊逻辑于1974年进行成功应用于锅炉和蒸汽机控制[3]。
由于模糊控制不需要建立精确的数学模型，能获得专家经验的优点，对经典手段难以控制的对象或只能靠有经验的操作人员才能控制的对象更为适用。
电压无功补偿有不同的电压等级和应用场合，难以建立精确的数学模型。
使用模糊控制策略，利用长期积累的专家经验来进行控制操作，可以解决传统控制方法中存在的系统不稳定、开关器件频繁动作等问题。
2 变压器电压无功补偿的的方案比较变电站电压无功控制的主要目的是提高变电站二次侧的电压质量和实现无功平衡。
为了达到这个目的，变电站目前主要采用以下两种调节手段，调节有载变压器的分接头和投切安装在变压器低压侧的并联电容器组。
这两种调节和控制措施各有优缺点，必须把调节分接头和控制电容器组的投切两者结合起来，进行合理的调控，达到最优控制。
目前，国内外对这种双参数控制提出不少控制方法，比较有代表性的方法有： 2.1.功率因数或母线电压自动控制方法根据用电网的功率因数或母线电压的变化来决定电容器的投切，实现无功补偿和电压的调节。
该控制方式通过功率因数变换器或单片机来控制，实现电容器的投切，但控制精度不高，难以保证电压质量，效果比较差。
[1]2.2.九区图实现电压无功控制九区图控制方法是将电压和无功上下限值划分为九个区域，各个区域对应不同的控制策略。
该控制方法在一定程度上能满足运行要求，但可靠性和经济性不强，容易出现“投切振荡”。
2.3.人工神经元网络实现电压无功控制应用人工神经元网络方法实时控制电容器的投切，建立具有两级人工神经元网络的控制网络模型。
该方法用于控制电容器补偿无功，实时控制所需计算量小。
[2]但人工神经元网络的训练对训练数据要求高，训练数据的选取将关系到神经网络性能的好坏。
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一
电压无功控制策略 ， 进而更加减少 了调节变压器分 接头和投切电容器次数 ， 长了电气设备 的寿命 ， 延
保 证 了 电压稳 定 ．
１ ６ ｊ ７ ｌ ８ ｌ ９ ２０ ｐｓ
一
基 项目 佳 １ 大 科 研究 （ ０ —４） 斯大 技研究 （ ０ —４）佳 大学 研究 （ 金 ：２０ 学 垫 项目 １０ １ ， Ｌ 斯 ０ 木 ２ ９ ｏ 佳木 学科 项目 １０ １ 、 木斯 科技 项目 ．９ ７ ２
． ．
５４ ３
佳 木 斯 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
衡、 提高电压合格率、 改善功率因数 、 减少有功损耗 是当前 电力工作者及运行人员普遍关注的问题． 为 此， 本文提出了一种基于模糊理论的变电站电压无 功控制策略． 该方法将结合变 电站实时调节迅速 、 反 应灵 活 的特 点 ， 对供 电 电压及 实 时负荷 的变化做
出有 针 对 陛的反应 ， 有效 地 减少 变压 器分 接头 的调
２ １ 年 ０１
的电压 曲线 ， 区 图难 以实 现 等 问题 ， 因为 上 述 九 正 列 出的一 些主 要 缺 陷 ， 区 图 Ｖ Ｃ在 实 际 使 用 中 九 Ｑ
压无 功范 围为九 区 图的上 下 限 ， 变压 器二次 侧实 取
时 电压 和变压 器 实 时 注 人无 功 与 这 条 曲线上 同一
４ 仿真 分 析
应用 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ软件对某变 电站某一 日的电压
调压 结 果 比较
６６
满足设计要求 ， 提高了电能质量．
６５
６ ４
６ ３
＞
６ ２
６ｌ
６Ｏ
５９ １ ９ ｌ ２ ２ ３ ４ ４ ３ ５ ６ ８ ８ ９ ５ ｌ ３ ７ ２１ ５ ９ ３ ３７ ４ｌ ５ ９ ５ ７ ６ｌ ５ ６９ ７３ ７７ ８ｌ ５ ９ ３
受到了一定的限制 ， 因此有必要对传统九区图控制 策 略加 以改 进 以使 Ｖ Ｃ更 能适应 变 电站 运 行 的要 Ｑ
求 ． 此 ， 文在 此分 析基 础 上 ， 出 了模糊 变 电站 为 本 提
时刻 的值作 比较 ， 据 比较 所得 差值 采取相 应 的控 根 制策 略． 本 文将 电压 偏 差 （ 功 ） 无 的模 糊 语 言 变量 定 义 为 “ ”（ ｍ） “ 负 ”（ ｓ ， 零 ”（．） “ 正 ” 负 ｎ ，较 ｎ） “ ７ ，较 Ｏ （ｓ ，正 ” ｐ ． “ ”（ ｍ） 应 原 九 区 图 一 ｐ） “ （ ｍ） 将 负 ｎ 对
的模糊语言变量为横坐标 ， 以无功功率的模糊语言
△ Ｕｍｉ ｎ
变量 为纵 坐标 ， 构 成 了修 正 的 九 区 图 ， 图 ２所 就 如
示．
无功 偏 差 模 糊 模 糊 模 糊 解 模
Ｑｍｉ ｎ 图 ２ 修正 的九 区图
化 ・ － 控 － 推 －－ 糊 ・ ＿ － －＿
ＡＵｍａ ｘ
个分 区 ，正 ” ｐ ， “ （ ｍ） 对应 一 个 分 区 ， 电压 偏 差 以
ｌｌ ６ ｌ
ｎ ｍ
ｌ ２ ７ ２
ｎＳ
ｌ ３ ８ ３
ＺＯ
１ ４ ９ ４
ｐｓ
１ Ｚ ５ Ｏ ｌ ０ ［Ｓ Ｉ ｎｍ
】ｌ ＂ｌ Ｈ
容器组和主变有载分接开关 的联合控制 ，国内目 前在线运行 的电压无功综合控制装置大多基于此 法， 九区图的结构如图 １ 所示． 通常依据 的分区原
提高、 配电网结构的 日 复杂及控制的实时性要求 趋
的增加 ， 变电站 电压无功控制是保证 电压质量和无 功平衡、 提高供 电网可靠性和经济性的重要措施之
Ｊ ｌ ｕｙ
２ １ ０１
文 章 编 号 ：０ ８—１０ ２ １ ）４— ５ ３－０ １０ ４ ２【０ １ ０ ０ ３ ３
基 于 模 糊 理 论 的 变 电 站 电压 无 功 控 制 系 统 设 计 ①
张艳丽 张绍楠 张 ， ，
佳木斯 １４ ０ ４ 华电佳木斯 电厂 ， ５ ０２；． 黑龙江 佳木斯 １４０ ） ５０ ２
Байду номын сангаас
不 可缺 少的途 径之 一 ． 针对 目前 变电站 电压无 功控制 存在 的 问题 ， 文提 出一种 结合模 糊 控制理 本
论 的 变电站 电压无 功控 制 策略 ． 简要介 绍 了电压 模糊控 制 子 系统和 无功 模糊 控 制子 系统 的构成 ，
形 成 了解耦 和 综合控 制 方 式． 最后 以某一 变电站 为例 ， 进行 本 文控制 策略 的仿 真 分析 ， 果 良好 ． 效
一
则是以变电站的额定 电压 、 预定的无功功率为九区
图的中心点 ， 边界按电压无功控制 目标 由运行人员
以经 验 给 出．
８ ７ ６
，
因此 ， 采用何种灵活有效的控制方法 ， 对变电站
的有载调压变压器和并联补偿 电容器进行调整 ， 以
适应 供 电电压 和实 时负荷 的变化 ， 实现 无功 就地 平
时 段
图 ６ 不同方法对应 的二次 电压
５ 结 束语
该 电压无功控制系统在投资成本较低 的前提 下， 保证 了电压和无功调整 的平稳性及实时动作的 可靠性和准确性 ， 保证并提高了系统实时运行 的安 全性和经济性． 该模糊电压无功控制策略已经应用 实际 Ｖ Ｃ装置中， Ｑ 现场运行效果 良 ， 好 具有较高地 推 广价值 ．
振荡即设备 的频 繁投切． 另外 ， 还存在九区图对某 些 区域的控制可能会造成系统电压失稳 ， 对于主变 低压侧母线在多路负荷下要求按逆调压原则调压
ｌ８ 、 ２ ） 佳木斯 大学科技开发项 目（ Ｆ ００— ４ ） 佳木斯大学重点科研项 目（ ￣ ０ ８ ００ Ｋ ２１ ００ ， Ｌ，０ — １） ２ 作者简介 ： 张艳丽（ ９ ４ ， ， １７ 一） 女 黑龙江人 ， 硕士研究生 ， ， 讲师 主要从事 电气与 自动控制技术方 面的教学研究
１ 传统九区图电压无功控制方法的简介
“ 九区图” 这类控制方法就是通 常所说 的“ 九 域 图” 即以主变低压侧 电压 为主要控制 目标 ， 法． 以无功功率 （ 或功率因数） 为参 考条件 ， 通过界定
电压和无功功率（ 或功率因数）的上下限 ， 根据变 电站运行中电压 和无功均存在 ３种状态 ： 合格、 过 高和过低 ， 而将二维坐标平面分为 ９ 个区域． 通过
３ ２ 无 功模 糊控 制 子 系统 ．
条合理的运行 曲线 ， 曲线随季节不 同而不 同． 当
然这条 曲线的最高 、 最低值不会超 出额定值太多 ，
一
般不超过 ２ 变 中心九 区图的中心思想就是以 ％．
无功模糊控制子系统的结构框图如图 ５ 所示 ， 包括两个输入量、 无功模糊控制器和两个输出量．
条变化的曲线 ， 而运行人员依据经验 ， 预先设定 出
一
两个输入量、 模糊控制器 、 两个输 出量共三个部分． 图中， 输入量为二次侧实时母线电压偏差 △ 和当
前分接头挡位 Ｊ ， ７ 输出量为分接头控制策略 Ｔ Ｐ ｖ Ａ 和控制输 出的延时时间 Ｔ ． Ｄ 模糊控制器采用 Ｍ ｍ ａ— ｄｎ推 理方 法 ， ａｉ 共有 ２× ５＝ ０条控 制规 则． ３× ３
３ １ 电压模 糊 控 制子 系统 ．
化 － 控 －－ — ・＿ ＿ 推 － ■ 糊 — － － § 前分接头档位 接 制 理 接 口 规 机 口 则 构
图 ４ 电压模糊 控制子系统结构图
２ 系统 的设计 思想
传统九区图的电压无功上下限是固定的， 所以
九 区图 的中心 点相对 于 边界 也是 固定 的． 变压器 取 二次侧 实 时 电压 和 变 压 器 实 时 注 人 无 功 与 九 区 图
５ ９ ４
Ｉ上 限 Ｊ
Ｕ下 限
３ ２ ｌ
Ｑ下 限
Ｑ上 限
节次数 ， 消除投切振荡现象 ， 并减少电压的波动， 提 高 电能质 量 ．
图 １ 传 统 九 区 图
但是 ， 由于该控制策略是基于固定的电压无功 上下限而未考虑无功调节对 电压 的影响及其相互 的协调关系 ； 用于运算分析 的数据为实时电压、 有 功负荷、 无功负荷 ， 具有随机性 、 分散性的特点 ， 造 成了控制决策的盲 目和不确定性 ， 实际表现为投切
第２ ９卷 第 ４期
２１ 年 ｏ 月 ０１ ７
佳 木 斯 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉ ｓ Ｕ ｉｅｓｙ（ ａ ｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｉ ｎｖｒｉ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｊ ｍｕ ｔ ｕ ｅ ｉ
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（． １ 佳木 斯大学信息 电子技术学院 。 黑龙江 佳 木斯 １４ ０ ；． 能鹤 岗发 电有限责任 公司 。 ５０ ７ ２ 华 黑龙 江 。 岗 １４ ０ ；． 鹤 ５ １９ ３ 佳木 斯电业局 ． 黑龙 江
摘
要： 变电站电压无功控制 已成为保证电压质量、 无功平衡 ， 高配电网经济性和可靠性 的 提
关键 词 ： 变电站 ； 电压 无功 控 制 ； 区图 ； 九 模糊 理论
中 图分类号 ： Ｔ ６ ．２ Ｍ７ １ １
文 献标识 码 ： Ａ
０ 引 言
随着 对 配 电 网供 电质 量 和 可 靠 性要 求 的不 断
对不 同 的 区域 内控 制 方 式 的 不 同 规定 ， 现 对 电 实
电压偏 差 模 糊
模 糊
模 糊
解 模
利用模糊算法处理不确定现象 的优势 ， 将九区 图的电压无功限值用 电压无 功的模糊语言变量来 描述． 这样 ， 传统九 区图的运行 区域 由于采用了模 糊语言变量而得到了细化 ， 就可以模拟专家经验辨 别电压与无功联系较强或较弱的区． 在联系较弱的 区域采用解耦控制方式 ， 即单独控制电容器或变压 器； 在联系较强的区域 ， 采用综合控制方式． 这样 ， 就可 以比较明确的分配各设备 的动作权限和动作 时间． 由于本文篇 幅有 限， 仅对 电压模糊控制子系 统和无功模糊控制子系统作以介绍．