电压无功控制优化及相关数学模型建立论文
国内电网无功电压的优化控制方案
国内电网无功电压的优化控制方案摘要电网无功电压的优化配置，是确保我国电网安全、可靠运行的基本保障，同时降低电能损耗，实现电网运行的经济效益与社会效益。
本文首先控制无功电压的意义，再对优化控制方案进行深入探讨。
关键词电网；无功电压；优化控制电压是衡量电能质量的重要指标之一。
电压的质量对电网运行安全性、经济性发挥重要作用，可有效确保电能的安全生产、电能质量，以及设备的安全性与使用寿命等。
无功电压与有功电压一样，都可确保电力系统的电能质量，减少电网消耗，提高运行安全性。
随着我国电力系统的不断发展壮大，电网之间的互联能力加强，电力系统复杂性也有所增加，加快优化控制电网无功电压已势在必行。
1 优化控制电网无功电压的意义通过电网无功电压的优化控制，可有效降低电网损耗率、提高电压运行合格率，确保系统运行的稳定性与安全性。
在电力系统中，无功电压的分布是否合理、电压质量优劣等问题，对电力系统的经济运行产生直接影响。
通过调节无功电压，合理应用，既能提高电压合格率、改善电压质量，也可降低电网消耗，降低运行成本。
随着社会的发展与进步，传统的离线数据控制无功电压的手段已经落后，无法满足现代化电力企业运行需求。
因此，建立自动化电力系统，实时跟踪电力系统的运行状态，并以实际数据为控制关键，已成为我国电网无功电压的应用与研究热点，越来越受到关注。
深入研究电网无功电压的优化控制，促进理论与实践相结合，对电网无功电压的资源优化配置具有重要意义。
2 电网无功电压的实现功能2.1 电网无功电压的补偿在整个电网系统中，各级变电站的电压控制在合理范围内，将本级电网中的无功功率趋于合理状态，实现无功功率的就地平衡，提高自然功率因数；对于同一电压等级的不同变电站电容器组，应通过计算来确定优先投入部分；同一变电站中的不同容量电容器组，也应通过计算来确定优先投入部分。
2.2 电网无功电压的调节在无功电压功率合理的前提下，如果变电站的母线电压处于超下限或超上限运行状态，应分析同电压等级、同电源的变电站以及上级变电站中的电压情况，然后决定是调节上一级电源变电站中的有载主变分接开关，还是调节本变电站中有载主变分接开关；在电压合格的范围内，进行逆调压；减少电压变联的运行台数，以减少在用电低谷期的母线电压；对有载调压变压器的分接开关进行优化配置，优化开关调节次数；调节热备用有载调压变压器的分接开关。
电力系统中的电压控制与无功优化技术研究
电力系统中的电压控制与无功优化技术研究在电力系统中，电压控制和无功优化技术是保障电能质量和提高系统运行效率的关键。
稳定的电压水平和合理的无功功率分配对于保障系统安全稳定运行和提高电能利用率至关重要。
本文将探讨电力系统中的电压控制和无功优化技术的研究与应用。
电压控制是指在电力系统中对电压进行监测、调节和控制的技术手段。
电压的稳定性对于电力系统的正常运行非常重要。
过高或过低的电压都会对设备的安全性和电能利用率产生不利影响。
在电力系统中，通过控制发电机的励磁系统、变压器的老化等手段，可以实现对电压的调节和稳定。
同时，合理的功率传输和配电系统设计也是保障电压稳定的重要因素。
在电力系统中，无功优化技术是指在保持电压稳定的前提下，通过合理调配无功功率，提高系统的无功功率利用效率。
无功功率是电力系统中流动的未进行有用功的电力，它对电能的传输和分配具有重要作用。
在电力系统中，通过合理配置无功功率装置，可以提高系统的功率因数，减小输电损耗，并降低设备的热负荷。
无功优化技术可以通过调整发电机和负荷设备的无功功率输出来实现，也可以通过安装无功功率补偿装置来实现。
在电力系统中，电压控制和无功优化技术的研究主要包括以下几个方面：1. 电力系统的建模与仿真：为了研究电压控制和无功优化技术，需要建立电力系统的动态模型，并进行仿真和分析。
通过模拟电力系统的运行，可以评估各种电压控制和无功优化策略的有效性，从而指导实际系统的运行和决策。
2. 励磁控制技术：励磁控制是电力系统中实现电压控制的一种关键技术。
通过控制励磁系统的参数，可以调节发电机的电压输出。
研究者通过优化励磁控制策略，提高电压控制的精度和响应速度，以满足系统的电压稳定要求。
3. 无功功率优化技术：无功功率优化是实现电力系统无功优化的关键技术。
研究者通过优化发电机和负荷设备的无功功率输出，以及安装无功功率补偿装置等手段，提高系统的功率因数和无功功率传输效率。
同时，还需要考虑电压控制和电能质量等因素，综合考虑进行无功功率优化。
浅析电力系统无功功率及电压控制
浅析电力系统无功功率及电压控制摘要：无功功率及电压控制是电力系统中的重要问题，对于保持电力系统的稳定运行和增强电力系统的可靠性具有重要意义。
本文对电力系统中的无功功率及电压控制进行浅析，介绍了无功功率及电压控制的基本概念、原理以及常用的控制方法，并对电力系统中无功功率及电压控制的应用实例进行了讨论。
通过本文的分析，可以明确电力系统无功功率及电压控制的重要性，并为电力系统的无功功率及电压控制提供有益的参考意见。
关键词：电力系统，无功功率，电压控制，控制方法，应用实例正文：电力系统中的无功功率及电压控制是保证电力系统稳定运行和提高电力系统可靠性的重要问题。
无功功率是电力系统中的重要指标之一，其作用是补偿电路中由于电感、电容等元件而产生的滞后功率，使系统达到功率因数的要求，并对输电线路的损耗、电动机的启动等有着重要的影响。
电压控制是电力系统中的另一个重要问题，其作用是保持电力系统中各个节点的电压稳定，在一定范围内控制电压的波动，保证电力系统的正常运行。
电力系统中常用的电压控制方法有调压变压器、调节变压器、静止无功补偿装置等。
在电力系统中，通常采用自动电压调节器进行电压控制，利用其自动调节器工作的基本原理是通过调整发电机和变压器的励磁电压来实现电压的稳定控制。
对于电力系统中的无功功率及电压控制，常用的控制方法有：无功补偿、调节变压器、静止无功补偿装置等。
其中，静止无功补偿装置是应用最广泛的一种无功补偿设备，其基本原理是通过在电力系统中增加感性或容性无功补偿电流来实现无功功率的调节。
而调节变压器是通过改变变压器的输出电压来实现电压调节的。
在电力系统中，无功功率及电压控制的应用非常广泛。
在电力系统的配电网中，为了保证电力供应的可靠性，通常使用静止无功补偿装置和自动电压调节器进行无功功率和电压控制。
在输电网中，为了降低输电线路的损耗和保证电力系统中各个节点的电压稳定，通常采用静止无功补偿装置和调压变压器进行无功功率和电压控制。
电压无功控制优化及相关数学模型建立
电压无功控制优化及相关数学模型建立摘要：提高电网系统供电的电能质量、降低网损、实现电网调度经济运行是供电部门的主要目标之一。
本文阐述了电压无功控制的数学模型，并介绍了九区控制等策略，就变电站电压无功控制模型及其控制策略进行了相关的阐述。
关键词：变电站；无功控制优化；模型建立0 前言目前电网中主要以变电站为单位进行就地调压和无功补偿控制。
通过调节有载调压变压器的分接头档位以及投切电容器组来实现电压的调节和无功功率的就地平衡。
常规的变电站电压无功综合控制系统是靠通过就地采集信息进行判断从而进行控制的。
这种控制模式对于本变电站来说，能够达到优化的目的，但就全局而言不一定合理。
为此，建立电压无功控制的数学模型具有重要的实际意义。
1 电压无功控制的数学模型1.1 目标函数以电网损耗最小、设备动作次数最少为目标，可建以下数学函数：（1）全网电能损耗最小，其中Ui =f2(K1…Ki，Q1…Qi)(1)（2）设备动作次数最少(2)Ui——为变电站母线电压Ki——为变电站主变分接开关应处档位数Qi——为变电站应投无功补偿容量KT——为主变当前分接开关档位数Qc——为变电站所配电容器容量n——为变电站个数1.2 约束条件根据运行条件及状态，算法约束条件可定为：母线电压在规定的范围之内，功率因数合格，有载调压开关及电容器每天动作次数不越限。
2 电压无功控制算法变电站电压无功综合控制是一个多变量，受很多实际情况和条件的约束，其控制规律无法用精确数学模型来描述。
传统的采用基于九区图的控制策略和方法，存在着某些区对控制的结果会产生投切振荡和装置频繁动作的现象以及其他一些缺陷，难以满足VQC对电压及无功进行优化控制的目标。
基于模糊逻辑控制的变电站电压无功控制方法，无功电压优化系统通过调用SCADA采集全电网实时运行数据，然后以全电网电能损耗最小为目标函数，利用解析算法、专家系统、数值分析等方法，求解主变分接开关最佳档位数、电容器最佳投入容量和电网最优运行电压等。
浅议配网无功电压优化控制
大陆桥视野·２０１６年第４期 153一、引言电力产业随着科学技术的发展与我国经济的增长，有了长足的进步，由上世纪粗放的生产转向环境友好、资源节约的又好又快发展。
在这个发展趋势下，给了电力系统的运行与管理提出了更高的要求，第一，要确保安全并且可持续的供电；第二，提升电能质量；第三，运行成本控制与资源的节约。
其中，电压是衡量电力系统运行的重要指标，它决定了电能质量的高低、运行的安全以及对运行中消耗的控制，更决定了用户能否正常使用。
无功电压是在电压稳定控制过程中越来越被重视的因素，电力系统无功补偿不足，无功电压问题处理不好，可以直接造成电压不稳。
无功电压的实时控制是处理好无功补偿以及无功电压问题的有效手段，是确保系统安全、可靠、降低网损、提高电压稳定性、以及实现自动监控的重要方法。
二、配网无功电压控制现状我国配网无功调节控制的水平由于受到整体技术、配套基础设施状况、自身设备情况、投资情况以及员工综合素质等制约，无功电压控制调节还存在着一些问题。
但随着政府与电力企业的重视，在投入与技术的水平上都有了较大的提升，无功电压控制有了加大幅度的改进。
无功电压优化控制技术的理论与技术在近年来，从国际到国内一直都被关注，在不断的研究和实践中，取得了一定的成果，由于我国在无功电压控制的优化研究上一般是借鉴国外的既有成果，对于自身的独立科研水平有限，并且受到国家区域建设差异的限制，大部分电网的无功电压控制采用的是分散调整的状态，在计算和分析上都有差异，因此，需要在各方面进行提升。
另一方面，在变电站实施无功电压控制的过程中，会出现变压器并列调压、无功倒送、分接头和电容器动作次数过于频繁却缺乏协调、控制目标没有以无功为目标等问题。
这些问题，需要通过对无功电压在控制方式上做出优化来解决。
对无功电压的控制分为集中控制与就地分散控制。
三、配网无功电压集中控制的技术分析配网无功电压集中控制集中控制是在调度端对整个系统进行分析、计算，然后由变电端控制，是在以ＳＣＡＤＡ系统技术、远距离的数据、信息的遥信、遥测技术及遥控技术的准确性和稳定性达到一定水平为基础，在对状态评估和负荷预测可以通过电网分析设备或系统可以进行在线实现的前提下，将传统的优化技术与系统控制相结合，实现配网电压的无功集中控制。
电力系统电压调整与无功控制
电力系统电压调整与无功控制摘要：电力系统无功优化与电压控制对于实现整个电网的安全稳定经济运行、降低电网损耗以及保证电压质量都具有十分重要的意义。
其中，无功优化控制的核心是实现无功优化的方式方法，它对无功优化的质量和速度起着决定性的作用。
本论文主要结合无功电压优化的意义，来讨论和分析电力系统无功优化与电压控制的方法，希望能够给广大相关工作者有所帮助。
关键词：电力系统；无功优化；电压控制1 引言在生产过程中，如何实现电力系统的无功优化与电压控制，是本论文主要的研究课题。
首先，要明确无功优化与电压控制的关系。
衡量电能质量的指标中，频率和电压是最基本，同时也是最重要的。
电压与无功功率平衡密切相关，而频率则和系统中的有功功率平衡相关。
只有满足额定电压和额定频率下的功率平衡，才能更好地保障电能的稳定和质量。
此外，还需要有适当的电源配置，根据实际情况对设备进行设置和调整，才能保证电能的高效性。
2 电力系统无功电压管理与控制的意义电力系统无功电压管理与控制是提升电力系统稳定性、提高电压合格率以及降低线损的重要途径。
电压质量的好坏与系统无功分布的合理性，直接关系到整个电力系统的经济运行与安全稳定。
如果无功不足，会使得整个电力系统的电压下降，无法充分利用各个用电设施，严重的甚至会导致整个系统电压水平下降，而电力系统受到的影响过大，则会导致电压低于临界的电压，导致电压崩溃的情况，最终会因为电力系统失去同步并瓦解，最终引发灾难性的事故。
反之，无功过剩也会引发电压过高的情况，导致设施与系统的安全受到影响，使得电压情况进一步恶化，造成巨大的经济损失。
所以，科学合理地进行无功电压管理，进一步提升优化管理控制水平，不但可以有效保障电压质量，提升电压合格率，同时可以进一步降低线损，提升整个电力系统运行的经济性、安全性以及稳定性。
3 电力系统电压调整的措施3.1中心调压中心调压的措施是利用中心变电站或者是区域性电厂进行调压，主要用在短线路的电网中，能够将发电机一端的电压调节在额定值上下10%范围内，有效保障发电机能够正常出力。
浅谈电压无功的优化控制措施—110kV变电站为例
备 的运 行的周期 与维护 费用 。系统 的无功平衡是确保 电压质 量的重要 的条 件， 系统 中无功 电源的无 功出力必须满足 系统 负荷以及 网络损耗 的需求 ，以
确 保 电压 不 会 偏 离额 定 的数 值 。
［ 关键 词 ］ １ １ Ｏ ｋ Ｖ ；变 电站； 电压无 功；优化 ；控 制策略 中图分类号 ：Ｔ Ｍ ７ １ ４ ． ２ 文献标识 号 ：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）１ ７ － ０ ２ ２ １ — ２
降 低 网 损 有 重 要 意 义 。动 态 性 与 不 连 续 性 是 电 压 无 功 控 制 的特 点 ， 所 以
电压无功 的优化控 制是 一个多 约束条件 、多变量 以及 多 目标 的非线性 的
问题 。
１ ． 变 电站 的电压 无功优 化的原理 １ ． １变电站电压无功的优化调节 方法 １ １ Ｏ ｋ Ｖ 变电站的 电压无功 的优化 向来 受到许多人的重视，理论上将 ， 变 电站 的电压无功 的优化 是一个 多约束 条件 、多变 量 以及多 目标 的非 线 性 问题 。在实践 中，变 电站的 电压无功 的优化控 制 的基 本方法 主要有 两 种方法 配合，即调整有载变压器 的分接头 开关和投切并联 电容器组 。 １ ． ２变电站的电压无功优化的 目标 与控 制模 式 优 化 目标：在一般情况 下，１ １ ０ ｋ Ｖ 变 电站的低压侧母线 电压与 主变 高压侧 注入 的无功 作为变 电站 的 电压无 功的优化 控制 的基本 的 目标 。因 为优 化控 制的措施 不 同，所 以控 制 目标 会 由一 定差异 ，总结后 的 目标 主 有 以下 内容，即电压质 量好 、补偿 电容器与变压器分接头 的动作次数少 、 电力系统 网损 最小。控制模式 ：１ １ ０ ｋ Ｖ 变 电站 的电压 无功优化的控制模 式有 两种 ，分 别是 电压 一无功功 率和 电压一功率 因素两 种模式 。电压 一 功率 因素模 式不 能直接反 映无功 的大 小，相 比之 下，能真 实的反 映 电力 系统 无功 的电压 一无功功 率模式 ，可 以避 免在轻载 负荷状 态下补偿 电容 器频 繁投 切，并且 重负荷 条件下 的适应 性 比较 强，所 以此模式广 泛在 实 际 中应 用 。 ２ ． 建立在人工神经 网络 上的负荷预测 ２ ． １ 人工神 经网络 作为 自适应 非线性动 态系统 的人工 神经 网络 ，通过对 人的脑神 经系 统 的模 仿进 行信息存 储与 处理 。作 为人工神 经 网络 基本 处理单 元，每一 个神经元都可 以实现 从输入到输 出的非线性 的函数 关系。 因为天气 、 季节 、 节假 日、气温 甚至是 其他突 发事件等 因素 ，电力系 统的负荷 预测往 往无 法通过 线性 的数学 公式进 行表示 。但 是人 工神经 网络因为 具有非 线性 、 响应速度 快 、建 模简 单、容错 性强、并 行处理 的能力 强 以及 自学训 练等 特 点 ，所 以适合 应用于 电力 系统负荷 预测 。人 工神经 网络又 分为反馈 型 网络结 构和前馈 型网络结构 两种，论文 中采用 的是后 于其他的系统，电力系统的 自身特点显著，会受到温度 、天气 、 季节和 工作 目等因素影 响，所 以在进 行负荷预测 的时候 ，必须把这 些因 素全都考虑在 内才能获得精确的结果。论文在建立 Ｒ Ｂ Ｆ 网络 预测模 型时， 只考虑 了气温、季节和节假 日这 ３ 个主 要的影 响因素 。将预测 目的前一 星期该 天的负荷 值、气温 、季 节和节假 日的特征值 为输入 量，把预测 目 负荷值当作输出量。 输入数据 的预处理 方法：输 出结 果受网络输入 量的影 响严重，所 以 在负荷 预测之 前需要对输入 的数据进 行预处理 ，这 项工作 十分重要 。为 了确保所 建立 的负荷 模型正确 与合理 ，需要选择与 预测 日期相 近的时 间 段中 的负荷 数据作 为输入 数据 ，而对于 影响 因素 ，就 要根据季 节将模 型 分类，并且按 非工作 日和工作 日的区别构建 节假 日与工作 目的负荷模型 。 预测实现 过程 ：为 了避 免选择 中心 时数据产生 的标 注化与 训练时 的 神经元 发生饱和 的现象 ，在 实行负荷预 测的时候要 将神经 网络 输入量 变 为 ［ 一１ ，１ ］中的数据，接 着通过 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ编程进行预测 。 ３ ． １ １ ０ ｋ Ｖ变 电站的 电压无功优化控制措施 电容器组投切与有载 调压变 压器分接头调节是 １ １ ０ ｋ ｇ 变 电站 的电 压无功优化 的主要控 制手段 。因为在母 线上 电压经 常变动 ，所 以需要调 整变压器 的低压侧 的母线 电压 ，使其在 合理范 围内，另外还要 考虑设 备 的使用寿命 的 问题 ，所 以电容 器组投切 的次数与有 载调压变压 器的分接 头的调节不 能太过 与频繁 。所 以，这 时候母 线电压 的合 格与设备 动作 的 次数，这 两个 条件成 为变电站的电压无功优 化一 定要考虑 的 ２ 个条件 。 结 合以上两个条件与 实际工作需要 ，笔者对 １ １ Ｏ ｋ ｖ 变 电站的电压无功 优 化的控制措 旌为 以下 内容 ：首 先建立优化 数学模 型；其次结合 测得 的 负荷预算 的结果进 行负荷初 次的分段划 分；再次根 据初次分段 划分 ， 进 行 第二次 的优 化；最后据 初次和 二次优化结 果确定最终 的变 电站的 电压 无 功优 化 的设 备 动作 的 总体 方 案 。 ３ ． １ 优化数 学模型 为达 到最大程 度降低 电力 系统 网损 、提 高设备 的使 用寿命 的 目的 ， 论 文以 ２ ４ ｈ 变 电站系统 的网损最 小值作为 目标 函数 ，将 设备 的动作次 数 与母线 的电压质量 合格设为 约束条件 ，使 用电容器 的投切与有 载调压 变压器分接头调节 的控制方法 ，建立了数学模型，具体可表示为 ：其中 ， Ｔ ｔ 表示 ｔ 时间 内主变压器低 压侧母 线之上的电压 ，Ｑ ｔ 表示 ｔ 的无功 补偿量 。 ３ ． ２ 负荷的分段方案 电力系统 的负荷 会连续变 化，但是作为 优化求解 的负荷必须 分段静 止 ，所 以这时 候就 需要对 连续 的负荷 采取阶梯 划分 的形 式，从而假 设它 们在 各个阶段 保持不变 。负荷的分段 划分的原 则为 同一个 时间段 中负荷 提高 电气 自动化在 电气工 作中的广泛 应用和应 用水平 ，根据 实际情况 不 断 创 新 ，促 进 我 国 电气 工 程 的 自动 化 应 用 发 展 。 参考文献 ［ １ ］刘嘉兴 ．浅析 电气 自动化在 电气工程 中的融合及应用 ［ Ｊ ］ ．电源 技术应 用，２ Ｏ １ ３ ，０ ３ ：１ ２ ６ ． ［ ２ ］肖吉帅 ．浅谈 电气 自动化在 电气工程 中的融 合运用 ［ Ｊ ］ ．科技创 新导报，２ ０ １ ３ ，０ ５ ：１ １ ６ ． ［ ３ ］ 钟家洪， 夏勇 ． 电气 自动化在 电气工程 中的应用分析 ［ Ｊ ］ ． 科技风 ，
电力系统电压无功多目标的优化控制
电力系统电压无功多目标的优化控制电力系统电压与无功控制是保证电力系统稳定运行的关键环节之一，其优化控制对于提高电网能源利用率、降低电网损耗、提升电网安全性能、增强电网适应性等方面具有十分重要的意义。
传统的电力系统电压与无功控制主要采用基于经验和规则的控制策略，难以充分应对电网复杂实时状态下的控制需求，控制效果受到多种因素的制约，如变电站容量、负荷变化、电源电压波动等。
为了解决这些问题，多目标优化技术逐渐成为了电力系统电压无功控制优化的研究热点。
多目标优化控制通过寻找电力系统电压控制与无功控制之间的最优权衡关系，进而使得电网的运行效率与质量得到显著提升。
该优化控制技术主要通过建立电力系统的数学模型来对电网进行全局优化，通过寻找控制策略的最优解，达到提高电网能源利用率和降低电网损耗的目的。
电力系统多目标优化控制技术主要包括以下模块：1. 目标函数的建立多目标优化控制技术需要通过建立目标函数，以便对电力系统的各种电压和无功控制策略进行优化。
根据电力系统实际需求，目标函数可以从不同角度出发，如电网稳定性、电能质量、经济性、可靠性等，针对不同的目标需要建立不同的目标函数。
2. 优化算法的选择多目标优化控制技术需要依靠相应的求解算法来优化目标函数，保证电力系统电压与无功控制的效果最优。
主流优化算法包括遗传算法、蚁群算法、粒子群算法等。
3. 系统建模与仿真电力系统多目标优化控制技术需要通过系统建模来对电网进行仿真分析，以验证优化控制策略的有效性和可行性。
仿真主要通过建立数学模型、搭建仿真平台，进行电网的状态分析等实现。
4. 控制策略的实施优化控制策略通过控制算法计算得出，需要通过具体的控制手段进行实施。
控制手段主要包括发电机、变压器、无功补偿器、STATCOM等，这些设备通过控制电流、电压、无功等信息进行电力系统的电压与无功控制。
总之，电力系统电压无功多目标优化控制技术是当前电力系统研究的前沿领域之一，通过建立电力系统数学模型，采用相应的多目标优化算法进行电网的全局优化，可以显著提高电网的能源利用率、降低电网损耗、增强电网稳定性能力，对于现代电力系统的运行质量和电网经济利益的保障具有十分重要的意义。
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电压无功控制优化及相关数学模型建立摘要：提高电网系统供电的电能质量、降低网损、实现电网调度经济运行是供电部门的主要目标之一。
本文阐述了电压无功控制的数学模型，并介绍了九区控制等策略，就变电站电压无功控制模型及其控制策略进行了相关的阐述。
关键词：变电站；无功控制优化；模型建立
中图分类号：tm714.2 文献标识码：a 文章编号：
0 前言
目前电网中主要以变电站为单位进行就地调压和无功补偿控制。
通过调节有载调压变压器的分接头档位以及投切电容器组来实现电压的调节和无功功率的就地平衡。
常规的变电站电压无功综合控制系统是靠通过就地采集信息进行判断从而进行控制的。
这种控制模式对于本变电站来说，能够达到优化的目的，但就全局而言不一定合理。
为此，建立电压无功控制的数学模型具有重要的实际意义。
1 电压无功控制的数学模型
1.1 目标函数
以电网损耗最小、设备动作次数最少为目标，可建以下数学函数：
（1）全网电能损耗最小
，其中ui =f2(k1…ki，q1…qi) (1)
（2）设备动作次数最少
(2)
ui——为变电站母线电压ki——为变电站主变分接开关应处档位数
qi——为变电站应投无功补偿容量kt——为主变当前分接
开关档位数
qc——为变电站所配电容器容量 n——为变电站个数
1.2 约束条件
根据运行条件及状态，算法约束条件可定为：母线电压在规定的范围之内，功率因数合格，有载调压开关及电容器每天动作次数不越限。
2 电压无功控制算法
变电站电压无功综合控制是一个多变量，受很多实际情况和条件的约束，其控制规律无法用精确数学模型来描述。
传统的采用基于九区图的控制策略和方法，存在着某些区对控制的结果会产生投切振荡和装置频繁动作的现象以及其他一些缺陷，难以满足vqc对电压及无功进行优化控制的目标。
基于模糊逻辑控制的变电站电压无功控制方法，无功电压优化系统通过调用scada采集全电网实时运行数据，然后以全电网电能损耗最小为目标函数，利用解析算法、专家系统、数值分析等方法，求解主变分接开关最佳档位数、电容器最佳投入容量和电网最优运行电压等。
首先确定全电网电能损耗最小数值目标范围，在最小数值范围
内，以母线电压不越限、电网无功功率因数合格、主变调压分接开关及电容投切开关动作次数最少为约束。
求解主变分接开关及电容开关动作次数最少时的解即为最优解。
算法的程序流程图如图1所示。
图1 计算程序流程图
3 电压无功控制策略
控制策略是电压无功调节准则，要有合理的控制策略才能将vqc 实际投入运行。
以下是几种典型的控制策略。
（1）根据功率因数大小控制
按功率因数大小控制电压是以电网中反映电压与电流相位差的功率因数作为控制信号，控制并联电容器的投切，实现无功补偿。
该控制策略优点是简单易行，但功率因数的高低并不能直接反映无功缺额的大小，容易造成控制系统的投切振荡，影响控制系统的可靠性和使用寿命，也不利于电网和用户设备的安全运行。
（2）根据控按母线线电压高低控制
电网电压波动主要由无功功率波动引起。
对电压要求严格的枢纽变电站，仅以母线电压高低作为变电站无功自动调节的判据，未考虑保持无功基本平衡这个条件。
根据此判据构成的并联电容自动投切装置在部分变电站的运行结果表明，该方法的补偿效果较差。
（3）基于九区图的综合控制
早期的vqc装置都采用基于九区图(图2)的控制策略，控制装置根据系统的电压、无功、时间、负荷、开关量、有载调压变压器分接头档位和电容器组的投切开关状态等因素进行综合判定，根据实时数据判断当前的运行区域，写出控制策略，根据策略对有载主变的分接头进行调节及对并联补偿电容器组进行投切操作，以最优的控制顺序和最少的动作次数，使电压合格而无功功率因数接近1。
在九区图中，假设以电压合格优先策略，根据vqc调控要求，应将母线电压控制在规定合格范围之内，同时尽量将功率因数控制在其上下限之间，若不能使电压、无功同时满足要求，则优先保证电压合格。
基于九区图策略的vqc在一定程度上提高了母线的电压合格率，实现了无功的就地基本平衡，改善了变电站的功率因数降低了功率损耗，在一定程度上能满足为电站的运行要求。
传统的九区图法存在的主要缺陷是：
a.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协调关系，这造成了控制决策的盲目和不确定性。
b.容易产生振荡现象。
系统在调档和投切电容时，并不能使系统运行点直接达到控制目标区域而是进入控制前所在区域的邻近
区域，受邻近区域控制策略的作用影响，运行点又回到了控制前的区域。
c.九区图的控制策略应根据电网不同时段进行调整，但在九区图中电压和无功的上下限是随季节、峰谷期、时段变化而变的，不易调整，难于掌握。
d.由于实时系统的电压、无功及有功功率是随时变化的，九区图对电压流动的控制策略一般是在某一时期内固定的，因此，该策略对实时系统的适应性差。
（4）基于模糊逻辑的电压无功控制策略
由于变电站电压无功调节问题受时变性、运行条件和网络参数经常变化以及在许多条件下无功负荷不能精确给定的影响，其控制规律不能用一个统一的数学模型来描述。
而模糊理论正适用于解决不确定、有不同量纲、相互冲突的多目标优化问题，所以利用模糊算法可较有效求解变电站电压无功优化问题。
采用模糊控制算法一般遵循：确定控制器的输入输出信号、输入输出信号的模糊集、有载调压分接头和电容器组的控制规则以及确定模糊逻辑算法。
通过定义模糊集论域，把电压的偏差量处理为模糊语言变量，作为模糊控制器的输入，把表示控制程度的模糊语言变量作为输出。
现有一种可用于实时控制的双输入双输出的模糊控制器。
该控制器以电压偏差和无功偏差为输入，以作用于变压器分接头和电容器投切的控制量为输出。
此外，还有研究提出了一种可以将控制系统解耦，对电压和无功的控制分别采用双输入双输出模糊控制器结构，并引入可变反时限的概念，使设备的动作次数更加合理。
但在综合控制时难免产生控制器配合误差。
模糊理论虽然适合处理由不确定性变量带来的问题，对被控对象参数变化不敏感存在着一些问题：
1) 信息简单的模糊处理将导致系统的控制精度降低，如果提高精度必然增加量化数，从而导致规则搜索范围扩大，降低决策速度；
2) 缺乏集中的设计方法，不利于定义精确的控制目标；
3) 控制规则的选择、论域的选择、模糊集的定义、量化因子的选取等方面多采用试凑法，对复杂系统有时难以奏效。
（5）基于人工智能的电压无功控制
此外还有基于专家系统的电压无功控制策略由知识库和推理机构组成的专家系统，可根据某个领域的专家提供的该领域的知识进行推理，根据规则综合、智能地调节电压无功，模拟人类专家做出决策的过程。
4 实际控制中应考虑的问题
以往变电站的电压无功补偿是依靠运行值班人员手动调节(就地/远程)，难以做到正确判断和及时操作，很难保证调节效果，并会增加调节操作次数，甚至有操作失误的危险，已不适应电力系统的发展需要。
而软件实现的vqc一般采用九区图控制策略。
由于九区图未考虑无功调节对电压的影响及电压调节对无功的影响，在实际使用时，存在电压无功控制中导致设备频繁动作的缺点。
同时，系统装置本身的问题也会影响系统的运行，装置应用中存在常见的问题：
（1）设备硬件问题
有些产品元器件质量不稳定，故障率较高，抗干扰性差；如调档板经常损坏、采样输入及时钟系统误差较大等；部分元件容易损坏，导致整组vqc退出运行。
外围设备如变送器误差大，早期电容器组投退操作机构及变压器调压分接头操作机构在动作次数多时有误动或拒动现象。
（2）设备功能问题
个别产品对复杂运行方式的适应性差，有些未能实现真正的电压无功综合调节；部分产品人机界面、保护锁闭(如调压分接头操作机构防滑连动、防电容器组投退操作机构拒动)功能较差；电压变化幅值整定过小，出现频繁调压现象；由于电容器三相不平衡，造成零序电流保护动作频繁，经常闭锁vqc装置。
变电站是整个电力系统网络的一个节点，其电压质量水平和无功潮流与系统是相互影响的，因此，一个完善的控制策略，在控制策略上vqc装置必须满足变电站调节电压及平衡无功的要求，同时要服从系统运行的需要，执行调度通过远动信号的指令，发出动作信号或者闭锁信号。
随着电压无功自动控制技术的不断完善和深入应用，在系统的安全经济运行、降低网损、提高电能质量中，电压无功自动控制装置作为数字变电站应用的一个方面，它的的应用与推广将是今后的发展趋势。
5 结束语
针对近年来国内外典型的电压/无功控制策略进行总结与评述，分析了电压无功控制的数学模型和控制算法，对各种算法的有缺点进行了剖析，并给出了各种算法的相应流程，分析比较了其设计思想、调节判据及各自的优缺点；并结合电压稳定性、自动电压控制技术的最新发展，就电压无功控制策略进行了综述。
参考文献
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