无功倒送及变电站的电压无功综合控制

5 Q上限
4
根据VQC的调控要求，应将受控母线电压控制在规定的电压上 下限之间，确保电压合格，同时尽量使无功控制在规定的无 功上下限之间，如果电压、无功不能同时达到要求，则优先 保证电压合格。九区图各区域的控制策略示意如下。
•九区图不合理动作分析 由于电压、无功上下限都是固定值，未充分考虑电压、无功的相互 协调关系，某些区域的控制策略不能使电压、无功同时满足要求， 只能使运行点进入相邻区域，而不能进入9区，从而增加了受控设 备的动作次数。 上图中，如系统运行于A点 U （位于△Uq小区，△Uq为投入一 组电容器所引起的电压变化量）， 电压接近上限而无功严重不足， 根据3区的控制方案，将投入一 组电容器进行无功补偿，引起电 压升高，则投电容后运行点将可 能进入2区而非9区（也可能进入 1区）; 装置再根据2区的控制方 案（下调分接头降压）使运行点 可能又回到△Uq小区，如此反复， 从而产生振荡动作。
Q下限 Q上限
8
1
2
.A△Uq
7 9 3
6
5
4 Q
Q下限 Q上限 U 8 1 2
7
9
3
6
5
.
B △Qu
4 Q
上图中，如果系统运行于B点（位于△Qu小区，△Qu为上调 一档分接头所引起的无功变化量），电压越下限而无功接近 上限，根据5区的控制方案，应先上调分接头升压，引起无功 变大，则上调分接头后，运行点有可能进入3区; 而根据3区 的控制方案: 先投电容，若无电容可投，则下调分接头。如 果无足够的电容可投，则下调分接头，运行点就又可能回到 △Qu小区，从而产生振荡。
•VQC的控制目标
(1)保证电压合格
(2)维持无功基本平衡，使系统的功率损耗尽量减小 (3)尽量减少控制设备的动作次数,尤其是减少有载分接头的调 节次数
•VQC的控制模式 VQC的控制模式 VQC
（1）电压—无功功率控制模式 （2）电压—功率因数控制原理 VQC的控制目标采用基于九区
•变电站无功电压控制 变电站无功电压控制
变电站无功综合控制即是指在变电站中采用有载调压变 压器和并联补偿电容器组进行局部的电压和无功自动综 合调节，以保证主变低压侧电压在规定的合格范围内， 并遵循无功就地平衡原则，使变电站进线侧功率因数尽 可能地接近1.变电站电压无功综合控制可简称VQC （Synthetic and Automatic Control and Reactive Power in Substation）。
∆S =
P +(Q2 −Q ) P +(Q2 −Q ) C C (RS + RT ) + j (XS + XT ) 2 2 U2 U2
2 2 2 2
2
2
由上式可知，只要使 损耗最小。
Q2 − QC 达到最小，就可使功率
要达到上述目标，110KV变电站中常采用以下两种调节手段： 一种是改变OLTC的变比K（通过调节分接头即调档实现）对 实 现调节，但改变OLTC变比的调压手段本身并不会产生无功功率， 它通过改变无功分布来实现调压，因此该手段适合在系统无功 U2 电源供给充足但无功分布不合理而造成电压质量下降的情况。 另一种是通过合理地投切集中装设在变电站低压侧母线（6~10KV） 上的并联电容器组来改变 ，减小变电站无功负荷，使高压 网络传送的感性（或容性）无功功率减小，从而减小电压损耗 和无功损耗，进而改善变电站的母线电压和功率因数。一般当 QC 系统无功电源供给不足（或过剩）时，应通过投切并联电容器 组来改变无功分布实现调压，并使无功达到基本平衡及变电站 的功率因数接近于1，减少网损和电压损耗。
•VQC的基本原理
VQC的控制目标一方面是维持用户端电压在(0.95~1.05） ，另一 方面还要使系统的功率损耗（网损）最小。 假设用户的自然功率因数角 ϕ 保持不变，则UL 可近似认为： RL cosϕ + X L sinϕ U2 = (0.95 ~ 1.05)UL + SL UL
由上式可知要维持用户端电压在允许的变化范围内，需按负荷视在 功率 SL 对主变低压侧电压 实行逆调压调整。 在满足主变低压侧母线电压 U 2 要求的前提下，还需考虑使变电站 高压侧系统（包括变电站）的网损达到最小。系统的功率损耗为：
•九区图控制的其他缺陷 由于九区图的分区控制是基于理想情况的电压、无功控制，在实际 控制中除会出现振荡动作现象外还存在着其他一些主要问题： （1）九区图的电压、无功上下限是随季节、峰谷、时段而变的， 不易调整；由于调档和投切电容对变电站的电压、无功均有影响， 当某些区域对两类设备的控制都起作用时，难以区分哪一类效果更 好。
•改进的区域图控制策略
（1）增加2个防振小区的改进九区图 （2）十三区图 （3）十七区图 （4）模糊无功边界的九区图
… … …
图1、增加2个防振小区的九区图
图2、十三区图
图3、十七区图
图4、模糊无功边界的九区图
（2）由于九区图各区域控制策略都是依据实时电压和无功进行的， 因此在电压越限、无功不越限的情况下，基本控制策略是调节ＯＬ ＴＣ分接头，而实际上变电站每天的有功和无功负荷的变化有一定 的规律性，当无功负荷曲线上出现由谷转峰的变化趋势时，则会出 现电压越下限，紧接着又出现无功越上限的情况。
（３）由于实时系统电压、无功负荷变化的随机性，九区图对电压波动的 控制适应性差。 （４）对于主变低压侧母线在多路用户负荷下要求按逆调压原则调压，九区 图很难实现。 （５）九区图中调档的策略对某些区域的控制可能造成系统电压失稳。
无功倒送及变电站的电压无功综合控制
无功倒送及其危害
变电站无功电压控制的基本原理
基于九区图的电压无功综合控制
报告人： 报告人：谷露 班级：硕研11-1班 班级：硕研 班
一、无功倒送及其危害
•无功倒送： 无功倒送： 无功倒送 当功率因数过补偿，就会发生无功向配电网倒送现象。 尤其是采用固定电容器补偿方式的用户，则可能在负荷低 谷时造成无功倒送。 •危害： 危害： 危害 (1) 抬高网络电压。 (2) 增加有功损耗，加重配电电路的负担。 (3) 降低功率因数，增加电费负担。 •预防过补偿的措施 (1) 采用电容器自动投切装置。
图的控制策略。为实现母线电 压和无功功率综合控制就是利 用电压、无功2个判据量对变电 站主变压器高压侧无功和目标 侧电压进行综合调节，以保证 电压在合格范围内，同时实现 无功基本平衡。按电压、无功 的限制整定方式进行综合控制 时，电压、无功的上下限如图 所示。
8 7
1 9
2 U上限 3 U下限
6 Q下限
(2) 设计中限制补偿容量，并在运行中加强监视。
二、变电站无功电压控制的基本原理
变电站中一般都采用有载调压变压器（OLTC）和无功补偿 设备。OLTC主要适用于供电线路较长、负荷变动较大的场 合，其调压范围也较大，而且调节时不会影响供电。在各 种无功补偿设备中，由于并联电容器组简单经济、易于安 装维护、有功损耗小，同时电力系统的大部分负荷主要是 感性负荷（异步电动机占绝大部分），因此并联电容器组 已逐渐取代同步调相机，得到了广泛应用，一般采用集中 补偿方式装设在变电站的6~10KV母线上。目前，综合自动 化技术在新建变电站中得到了广泛应用，变电站已普遍采 用电压无功综合自动调节的方式。