对电力系统电压无功控制方法分析
AVC系统电压无功控制策略
AVC系统电压无功控制策略AVC（Automatic Voltage Control）系统是电力系统中用来实现电压无功控制的重要设备。
它主要通过调整发电机励磁和无功补偿装置的装置来维持电力系统中的电压稳定性。
在电网负载变化、短路事故和其他突发事件时，AVC系统能够迅速调整电力系统的电压，维持系统的稳定运行。
1.发电机励磁控制：AVC系统能够通过调整发电机励磁电压的大小和相位来控制发电机的无功功率输出。
当电力系统电压过低时，AVC系统通过提高发电机励磁电压来提高无功功率输出，从而提高电压水平。
当电力系统电压过高时，AVC系统通过降低发电机励磁电压来降低无功功率输出，从而降低电压水平。
2.无功补偿控制：AVC系统能够通过控制无功补偿装置（如电容器和电抗器）的投入和退出来调整电力系统的无功功率。
当电力系统电压过低时，AVC系统可以投入无功补偿装置来提供额外的无功功率，从而提高电压水平。
当电力系统电压过高时，AVC系统可以退出无功补偿装置来减少无功功率，从而降低电压水平。
3.调压器控制：在电力系统中，调压器用于控制变压器的输出电压。
AVC系统可以监测电网电压的变化，并及时调整变压器的调压器设置来调整输出电压。
通过调整调压器设置，AVC系统可以在电网电压波动时有效地维持变压器的输出电压稳定。
4.监测和保护功能：AVC系统还具有对电力系统电压的监测和保护功能。
它可以实时监测电网电压的变化，并根据设定的保护参数来判断是否存在电压过高或过低的情况。
当电压过高或过低时，AVC系统会通过相应的控制策略来调整电网电压，以保护电力系统的安全运行。
1.基于遗传算法的优化控制：这种控制策略通过遗传算法来求解电力系统无功控制的最优解。
遗传算法根据系统的控制目标和约束条件，通过模拟生物进化过程来最优解。
这种控制策略可以在复杂的电力系统中获得较好的控制效果。
2.基于模糊逻辑的控制：这种控制策略通过建立模糊逻辑控制模型来实现电力系统的电压无功控制。
电网调度运行中无功功率和电压问题分析
电网调度运行中无功功率和电压问题分析1.国网山西省电力公司太原供电公司2.国网山西省电力公司检修分公司摘要：电网调度运行中做好无功功率和电压控制调节工作，是实现电网运行优化目标的关键措施。
文章首先对电网调度运行中的无功功率和电压控制要求进行分析，进而分别探讨无功功率与电压的控制调节技术，以期为电网调度运行管理提供参考，提升电网运行的稳定性及供电质量。
关键词：电网调度运行；无功功率；电压问题0引言电网调度作为电力系统运行管理中的重点工作，对一定供电范围区域内的供电质量有直接影响。
在电网的实际运行过程中，可能会受到多方面因素的干扰，出现无功功率电源不足、电压不稳定、负荷不平衡等问题。
因此，必须采取有效的控制调节措施，实现对无功功率和电压参数的实时监测和有效控制。
1电网调度运行中无功功率和电压的控制要求为了满足电网运行安全性、稳定性、供电质量等方面的要求，电力企业已经建立了较为完善的电网调度运行管理制度。
在电网运行过程中，调度人员需要在电力系统中设置无功补偿设备，并对其性能和容量等进行检查。
根据电网运行方式，合理配置无功补偿设备，根据运行调试结果，判断是否能够满足电网稳定运行的要求。
在此过程中，需要同时对电力系统的静态特征和动态特征进行观测，如果发现电网运行稳定性较差，还需要对其进行进一步调整，避免因无功功率和电压变化问题，影响电网运行质量。
在电网中设置无功补偿设备的主要作用是通过与其他设备连接，补偿无功消耗，避免出现电压崩溃等现象，满足电力设备运行的实际需求。
另外，电网调度运行中的无功功率和电压控制，还要满足降低电能损耗方面的要求，通过加强对母线和功率因数等的控制，优化电网的整体运行效果。
2电网调度运行中的无功功率控制技术研究2.1负荷分段控制无功功率损耗影响电网运行质量的一个主要因素，目前关于无功功率控制技术的研究成功较多，在实际应用过程中也取得了良好的效果。
根据电力系统的调度运行特点，由于在电网中存在许多负荷节点，而且负荷节点会发生变化，要对其无功功率进行精准控制难度较高。
第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术
2020/4/8
电力系统自动化
21
解：最大负荷归到高压侧
U' 2max
89.37(KV)
最小负荷归到高压侧
U' 2min
105.61(KV)
P.111
① 选择变比 最小负荷
Ut
U' 2min
U2min
U2N
105.6111 110.69(KV) 10.5
规格化
取110+0%抽头
K
110 10
)
补偿前后相同 U1，可得
XC
U2c Q
U2c
U2
PR QX U2c
PR QX U2
有多种（串并联组成）
补偿度
Kc
xC xL
一般1-4
2020/4/8
m
n
电力系统自动化
有例题 P.113
24
“串补”与“并补” “四”与“三”都可以提高 U2，减小有功损耗
“串补”： 直接减小U 提高U2
过激运行：向系统提供感性无功功率 欠激运行：从系统吸收感性无功功率
大小 改变励磁 →平滑改变无功 方向
实现调压
输出无功功率随端压的下降而增加
同步电动机：过激运行时向系统提供感性无功
2020/4/8
电力系统自动化
9
⑶ 并联电容器 （吸收容性无功，即发出感性无功）
Qc
U2
Xc
U 2C
➢集中使用，分散使用; ➢分相补偿; ➢随时投入（切除）;
2020/4/8
电力系统自动化
7
电力系统的无功功率电源
⑴ 同步发电机 （唯一的有功电源，也是基本的无功电源）
发电机的P-Q曲线：输出P与Q的关系 P(MW)
电力系统中的电压无功控制
电力系统中的电压无功控制电力系统中的电压控制是电力系统稳定运行的重要保证，无功控制是其中的关键环节。
无功功率是指与电流的相位差有关的功率，其作用是维持系统的电压稳定、电线电缆的电磁场稳定和传输线路的容量。
因此，控制无功功率的大小和方向，不仅可以维持系统稳定，而且可以减少能源损耗和电能浪费。
电网的电压水平一直是电力系统稳定运行的一个重要因素，因为如果没有正确的电压控制，电力系统中将会出现过高或过低的电压，从而导致电力设备的损坏，并且可能会产生电力质量问题。
为了保持电力系统的稳定运行，必须控制系统中的无功功率，以维持系统电压的正常水平。
这时，电力系统的无功控制技术就显得尤为重要。
在电力系统的运行中，无功功率通常通过静态无功补偿设备或者动态无功补偿设备来控制。
静态无功补偿设备是通过电容器或电抗器改变电路的无功功率，从而达到有效的电压控制。
而动态无功补偿设备可以通过电子开关控制，能够实现更加精确的电力控制。
常见的静态无功补偿设备包括：单相及三相的电容器、电感器、电抗器和电容电抗混合补偿装置等。
常见的动态无功补偿设备包括：静止型无功补偿器、静止型同步补偿器、STATCOM等。
无论是静态无功补偿设备还是动态无功补偿设备，其本质上都是对系统中的无功功率进行控制。
在研究无功控制技术时，需要考虑诸如电压调节设备、无功补偿设备等因素的影响，并实现在不同操作条件下的无功控制。
此外，根据系统的类型和运行状态，需要采用不同的无功控制策略，以满足电力系统的需求。
一般来说，常见的无功控制策略包括：恒定无功控制、可调无功控制和动态无功控制。
恒定无功控制是指将一定量的无功功率注入系统中，以达到稳定的电压水平；可调无功控制是可以根据系统运行的实际情况，按需调整输出的无功功率；动态无功控制则是可以实现更加精确的无功功率控制，实现准确的电压控制，特别适用于大容量负载电网的电压稳定。
在电力系统中的无功控制中，需要考虑各种因素的影响，以实现系统的最佳运行效果。
电力系统的无功功率和电压控制
若大于，则任何分接头都无法满足要求，需其他调压措施配合
双绕组升压变压器一般按高压侧的电压要求选择分接头
Ut1max
U1max U1max U 2max
Ut2
Ut1
U 2 U2
Ut2
U1 U1 Ut2 U2
Ut1min
U1min U1min Ut 2 U 2min
Ut1
Ut1max
发电机的端电压与发电机的无功功率输出密切相关，增加端电 压的同时也增加无功输出，反之，降低端电压也就减小无功输 出，因此发电机端电压的调节受发电机无功功率极限的限制。 发电机有功出力较小时，无功调节范围会大些，调压能力会强 些。发电机端电压的允许调节范围为0.95~1.05UN，如果端电压 低于0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小（小于SN）
仅当系统无功功率电源容量充足时，改变变压器变比调压才有
效。当系统无功不足、电压水平偏低时，应先装设无功功率补偿
设备，使系统无功功率容量有一定的裕度。
例5.1，p191
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
常用并联电容器、同步调相机、静止补偿器等并联无功补偿装置
减小线路和变压器输送的无功，从而减小电压损耗、提高电网电
对故障后的非正常运行方式，一般允许电压偏移较正常时大5%
5.2.3 应用发电机调节电压
应用发电机调压不需要另外增加投资。根据励磁电源的不同， 同步发电机励磁系统可分为直流机励磁系统、自励半导体励磁 系统、它励半导体励磁系统 3大类。现代发电机励磁系统都有 自动调节功能，即自动励磁调节器（AER）或自动电压调节器 （AVR），通过改变励磁调节器的电压整定值，自动控制励磁 电流，即发电机空载电势，实现发电机端电压的闭环控制。
电压无功控制浅析
制上 ， 既有 个 别 调 节 ， 有综 合 调 节 方 式 ； 也 既有 区域
网络等 。线性规划 的特点是速度快 ， 但不容易收敛。
遗 传算法 的收敛性 非 常好 ， 但速 度 慢 ， 目前 无法 用于 实时优 化计 算 。 工 神经 网络 目前 仍处 于探 索 阶段 。 人 从 理论 上 讲 ， 通过 电 网调 度 中 心实 施 整 个 系统 的 电
７ ４
２ ３ 关联 分 散 控 制 ．
内 蒙古 石 油４ ｒ Ｌ－ － －
２ １ 年第 ２ 期 ００ ４
３ ２ 自动 化 系 统 后 台机 软 件 ＶＱＣ ．
关 联 分 散 控制 方 式 即 以变 电站 为 中 心 ， 据 上 根
级 调度 事先 规 定 的母 线 电压 允许 数值 和该变 电站 与
而得 出全 网的 电压 无 功 的 最优 解 ， 过 调 度 中 心进 通
标 对 电网运 行方 式进 行优 化 控制 。 从 国外 情况 看 ， 电力 系 统在 实施 电压无 功 控 各
行安全 性分 析并 按最 优解 实 施 电压无 功集 中优 化控
制 。较 常用 的算 法有 线性 规 划 、 传算 法 、 遗 人工 神经
２ １ 年第 ２ 期 ００ ４
内 蒙古 石 油化 工
７ ３
电压 无 功 控 制 浅 析
沈 霞
（ 乌海 电业局 ， 内蒙 古 乌海 ０ ６０ １０）
摘
要 ： 文 主要介 绍 了电压 无 功控 制的意 义 和控 制方 式 ， 点 阐述 了变 电站 电压 无功 综合控 制 装 本 重
置的研 究现状 ， 对 其优 点 和 不足 进 行对 比 。 并
关 键词 ： 功 ； 制 方 式 无 控
电力系统的无功功率和电压调整
电力系统的无功功率和电压调整前言在今天的社会中，电力系统已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分，而电力系统中的无功功率和电压调整则是其最重要的组成部分之一。
无功功率和电压调整可以保证电力系统的正常运行和稳定性，从而保障了人们生活的安全和稳定。
本文将会针对电力系统的无功功率和电压调整进行介绍和分析。
无功功率定义无功功率是指在交流电中由于电容、电感电流的相位与电压不同而引起的电流，它不能转化为机械功或电能的功率。
虽然无功功率不能直接输出，但是在电力系统中同样是非常重要的，因为它能够影响到电力系统的正常稳定运行。
无功功率的作用在电力系统中，无功功率具有很重要的作用。
第一，无功功率能够平衡电力系统中的有功功率，从而保证电力系统的电压和频率的稳定性。
当有功功率的需求增加时，无功功率就会自动地增加以保持电力系统的稳态；而当有功功率的需求减少时，无功功率也会自动地减少。
第二，无功功率还可以改善电力系统的功率因数。
正常情况下，电力系统的功率因数应该在0.8至1之间，但有些设备如电容器和电感器等会使功率因数发生变化。
而通过对无功功率的调整，我们就可以将功率因数调整到正常范围内，从而保证电力系统的正常运行。
无功功率的调整方法一般来说，无功功率的调整主要有以下几种方法：•静态无功发生器。
静态无功发生器是通过静态电子管将直流电分解成交流电来产生无功功率的。
它具有无机械运动、静音、响应快等优点，因此得到了广泛应用。
•动态无功补偿设备。
动态无功补偿设备可以根据负载状况自动调整无功功率，从而保持电网的稳定性。
这种设备具有响应时间快、可控性强等优点，在大型电力系统中尤为重要。
•磁流控制器。
磁流控制器是利用变压器的饱和磁路特性，通过控制原边电流和二次电流的相位差，调节负载电流，从而达到调整无功功率的目的。
电压调整定义电压调整是指对电力系统电压的控制和调节。
在电力系统中，电压的稳定性对于保证电网正常运行是非常重要的。
如果电压过高或者过低，都会对电力系统的正常运行产生不利的影响。
电力系统无功功率平衡和电压调整
无功补偿装置的应用场景和效果
高峰负荷时段
提高电压稳定性，减少电压波动和闪变现象。
电网故障时
快速响应无功功率变化，维持系统电压稳定。
风电、光伏等新能源接入
平滑新能源发电的功率输出波动，提高并网性能。
工业园区和大型建筑物
降低能耗，提高供电质量。
电力系统无功功率平衡和电 压调整
目 录
• 电力系统无功功率平衡 • 电压调整的原理和方法 • 电力系统无功补偿装置 • 电力系统无功管理和优化 • 电力系统电压稳定性和控制 • 电力系统无功功率平衡和电压调整的未来发展
01
电力系统无功功率平衡
无功功率的产生和影响
无功功率的产生
在电力系统中，电动机、变压器等感 性负载需要消耗无功功率来建立磁场 ，以实现能量的转换和传输。
Байду номын сангаас谢您的观看
THANKS
06
电力系统无功功率平衡和 电压调整的未来发展
新能源并网对无功功率平衡和电压调整的影响
01
新能源并网将增加电力系统的复杂性和不确定性，对无功功率 平衡和电压调整带来挑战。
02
新能源并网将促进无功功率平衡和电压调整技术的发展，推动
电力系统向更加智能化、高效化的方向发展。
新能源并网将促进电力系统的优化配置，提高电力系统的可靠
电压波动可能导致电力设备过载或欠载，影响 其正常运行和寿命。
对用户设备的影响
电压波动可能导致用户设备工作异常，影响生 产和生活。
对系统稳定性的影响
电压波动可能导致电力系统不稳定，甚至引发系统崩溃。
电压调整的原理
根据电力系统的无功功率平衡原理， 电压水平取决于无功功率的分布和平 衡情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
对电力系统电压无功控制方法分析
摘要：在本文中，笔者分析了关于这几年的电力系统电压无功控制方法：模糊
控制法、神经网络、专家系统、九区图策略等等，同时系统的比较了几种方法的
优势和劣势。
最后也针对发展前景进行了一定的分析，希望能为广大的相关工作
者提供一些参考依据。
关键词：电力系统；电压；无功；控制；方法；策略
一、两种不同的控制方法分析
（一）基于人工智能的控制策略
VQC策略非常复杂，必须要借助准确的数学模型才能进行表达和控制。
但是
控制的时候，可能会受到外界环境、网络参数、运行条件等方面的影响。
所以不
需要将依靠许多数学模型的人工智能控制得到了广泛的使用。
1.模糊控制
按照模糊数学的概念来对模型进行构建，同时根据模糊条件来对人的思维进
行仿照，这一般需要借助模糊控制规律、隶属度函数才能完成。
一般的模糊推理
方法有很多种，比如Sugeno、Zadeh等等。
过去的九区图充分借鉴了模糊原理，对模糊边界的无功调节进行分析，按照
判断的结果将电压状态引进无功调节里。
同时，无功上下限属于和电压状态相关
联的两条线。
通过判断的结果，可以在一定程度上避免分接头过多的调节，促使
分接头的使用寿命更长。
根据变电所控制的情况，技术人员针对模糊控制系统进行了改进，促使其功
能更多。
因为现场电容器投切操作的过程中，会产生瞬时冲击无功的现象，所以
需要在模糊控制器里增加两个功能：短期负荷预测、反时限延迟功能。
通过增加
新的功能，可以促使整个VQC控制系统的运行效率更高，运行能力更强。
但是，模糊控制也存在一些问题，比如不容易获得模糊规则，不能很好的进
行调整等。
对于整个模糊控制核心来说，规则的获得非常重要。
然而因为技术方
面的原因，缺少系统化的设计方法。
相关的技术人员、专家凭借主观的经验来获
得模糊规则，没有充分借用样本数据的特点，所以具有不准确、不客观的特点。
也因此，这也促使模糊控制的成效受到了一定的限制。
2.神经网络控制
所谓的人工神经网络，指的是一种模仿人类大脑神经网络的计算机处理系统。
其可以快速的处理问题，而且准确率非常高。
当前经常使用的人工神经网络有两种，一种是径向基函数网络模型，另外一种则是误差反向传播模型。
可以将无功预测和优化决策进行结合，从而产生一种新的控制策略。
这种策
略的合理性在于进行科学的预测，减少变压器的分接头。
同时也可以针对人工神
经网络和模糊动态进行一定的规划，并且事先设计出一个人工神经网络，根据时
间来获得电容器和分接头的预控措施。
可借助模糊动态规划来进行一定的改善，
最后获得良好的控制策略。
通过实践后发现，运行的效果达到了一定的要求。
然而其也具备一定的缺点，比如ANN的控制策略设计必须要借助许多的历史
参数才能完成。
如果参数不多，那么样本也不够，会使得ANN控制的效率降低。
实际上，电力系统处于不断的变化当中，怎样合理选择样本，建立ANN模型，成为了一个非常关键的问题。
3.专家系统控制
所谓的专家系统，指的是具有专业技能、理论知识的信息系统。
可以将结构
分为几个部分，即知识库、数据库以及人机接口、推理机等等。
对于整个系统来说，最重要的部分是知识库。
在不断的应用当中，相关人员会根据实际情况针对专家系统中的知识进行增
加或者删除，这个过程不会对推理产生影响。
此外，随着VQC系统自动调节的不
断进行，整个知识库也会被不断的完善。
然而需要注意的是，因为专家系统需要借助专家知识的合理性。
所以一旦知
识不够，不能够对电网的运行进行覆盖，那么就可能产生一些不合理的控制策略。
不仅如此，对于一些规模很大的变电所而言，运行方式太多，反而会难以进行控制，所以必须要采用闭锁策略。
现在，已经有很多的专家系统可以离线解决其中
存在的问题，但是仍然不能够完成不同条件下的实时控制。
（二）基于控制区域划分的方法
之前出现的相关策略，很多都是根据电压、功率等规律所产生的。
后来出现
了另外的控制策略：按照母线电压、无功输送功率组成的状态运行空间和控制输
出之间的联系，对区域进行划分，然后再进行控制。
这样的策略被应用的非常多。
1.九区图法
这种方法之前经常被用在VQC策略当中，其图形属于“井字型”。
根据下图可
以看出，其借助实时监测变压器低压来对母线电压进行检测，也借助变压器高压
来对无功功率进行检测。
同时将其作为控制状态量，分析工作点在每一个区域的
实际情况，最终了解调节分接头以及投切电容量的把控状况。
九区图有一个非常明显的缺点，那就是区域定义太大，不能满足控制系统
对负荷变化进行调节的要求。
对于该问题，可以这样进行解决：分析并联电容器
的电压时，在九区图的不同区域边界进行划分，使其成为十三区图。
具体如下图
所示：
因为控制边界不能改变，所以不管是九区图，还是改进了的方法，一旦工作
点跨越边界，那么就可能产生和结构控制相似的抖动。
同时，电容器组投切次数
则有一定的要求，不能超过一定的范围。
所以，这种九区图控制策略在操作的时候，容易产生振荡的现象。
2.基于操作动作的五区图方法
为了促使装置动作更加的稳定，可以采取一种新的控制策略：以装置动作为
控制对象，根据各种不同的操作性质来对区域进行分类。
也就是说，把VQC（电
力系统）分为几种完全不一样的控制行为，并且在其中引入动作矢量。
然后再比
较不同的情况下，操作运行的实际情况。
在这个过程中，需要针对闭锁条件的限
制进行分析，促使电容操作优先，选择最合理的作为操作执行命令。
这样一来，
几种不同的动作矢量才可以获得五区图原理。
有一所变电站借助了五区图策略来进行优化，操作的时候发现其具有很多的
优势，比如动作选择合适、逻辑划分合理等。
同时也可以解决电压无功控制问题。
然而投电容对电压的影响被体现在曲线方面，如果曲线的精度很高，那么则会得
到很好的效果。
二、发展前景分析
如今，我国变电站采用的VQC设备都是借助计算机信息系统来进行智能控制的。
在未来，还将出现一种新的微机电压无功控制装置，也就是AVQC。
这是一
种先进的闭环自动控制系统，输入和输出都非常方便。
微机借助SCADA系统，来
输入关于电压和电流互感器的运行数据、二次值等，这样可以随时方便的监督变电站的运行状况。
这种设置的优点是轻巧、灵活、方便，在未来，该设置能够得到广泛的使用。
同时，如果将蓝牙装置移植到AVCQ设备中，还能够提高通信的速度和方便度，这就是电力系统电压无功控制方法的发展前景。
三、总结与体会
为了更好的对电力系统电压无功进行控制，如今人们采用了很多全新的策略和方法，并且将不同的优化算法运用到其中，产生了AVC。
相比于电力系统的控制，AVC控制系统的优势更加明显，应用也更多。
在未来，电力系统电压无功控制方法还将得到进一步的完善。
参考文献：
[1]陈梓铭. 基于万有引力搜索算法的电力系统电压无功控制策略研究[J]. 江苏电机工程，2016，（01）：61-65.
[2]柳杰，刘志刚，孙婉璐，赵飞. 含风电场电力系统电压稳定性概率评估及其在无功优化中的应用[J]. 电网技术，2012，（11）：134-139.
[3]张勇军，林建熙，杨银国. 电力系统无功电压调控配合研究综述[J]. 电网技术，2012，（03）：101-107.
[4]蒋春敏，龙勇. 电力系统电压无功多目标的优化控制[J]. 西南民族大学学报（自然科学版），2010，（02）：273-276.
[5]王小兵. 电力系统电压无功设备的运行管理[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊），2012，（08）：83-84.
[6]陈端云，谢巧云，江凡，李文成，米为民. SVG型无功发生器提高电力系统电压稳定性的理论研究[J]. 中国电力教育，2014，（32）：192-194.。