VQC在变电站电压无功调节的控制研究

发布时间：2017-09-09 17:34

  本文关键词：VQC在变电站电压无功调节的控制研究

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【摘要】：随着电力行业的快速发展,对电能的质量要求越来越严格,仅仅通过调节发电机端电压、改变变压器变比、投切电容器组等单一的操作已经不能满足调压要求,保证系统在电压接更近额定值保持高功率因数运行已经成为各种控制方法的最终目标。本文提出将VQC嵌入到监控系统中去,利用监测到的电流、电压等电网运行数据,经过处理分析,选择控制策略,实现电压无功的自动调节。本文介绍了常用的无功功率电源,发电机、调相机、电容器、静止补偿器和静止调相机,阐述了单独利用这些元件进行电压调整的原理。通过对变电站电压无功控制装置的介绍,分析了变电站电压无功控制的原理,提出了保证电压、无功功率在合格的范围以及优化控制装置的调节措施的控制目标,并设计了变电站电压无功控制的实现方案。按电压和无功的上、下限将电压—无功平面划分为九个区域,对九区图控制策略的各个区域的控制进行了详细的分析。根据系统的设计参数和目标,本文对电压无功控制系统的装置进行了选型,设计了控制装置的主电路、模拟量采集电路、开关量输入电路等。本文以110kV/10kV降压变电站系统作为控制对像,采用MATLAB建立变电站系统模型,采用九区控制策略对VQC进行数字仿真,发现变电站通过电压无功综合控制使原本不在9区工作的状态转移到9区。通过仿真表明,基于九区控制策略的VQC能够使电力系统在电压接近额定值时,保持高功率因数运行,控制效果较好,性能稳定。
【关键词】：控制原理 电压无功综合控制 九区控制策略 MATLAB仿真
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM63
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-30
• 1.1 选题背景14
• 1.2 电压无功综合控制的现状14-15
• 1.3 无功功率负荷和无功功率损耗15-17
• 1.3.1 无功功率负荷15-16
• 1.3.2 变压器的无功功率损耗16-17
• 1.3.3 传输线路上的无功功率损耗17
• 1.4 无功功率电源17-22
• 1.4.1 发电机17-18
• 1.4.2 电容器和调相机18
• 1.4.3 静止补偿器和静止调相机18-21
• 1.4.4 并联电抗器21-22
• 1.5 无功功率平衡22-23
• 1.6 电力系统中无功功率的最优分布23-26
• 1.6.1 无功功率电源的最优分布24-25
• 1.6.2 无功功率负荷的最优补偿25-26
• 1.7 电力系统的电压调整26-29
• 1.7.1 调整电压的必要性26
• 1.7.2 调整电压的措施26-29
• 1.8 研究任务29
• 1.9 本章小结29-30
• 2 变电站电压无功的自动控制30-44
• 2.1 电压无功控制装置的概况30-33
• 2.1.1 确定控制策略30-31
• 2.1.2 选择电容器的投切方式31-32
• 2.1.3 电压无功自动控制功能32-33
• 2.2 电压无功控制的原理33-35
• 2.3 电压无功自动控制的目标35-36
• 2.3.1 保证电压在合格范围内35
• 2.3.2 维持电力系统中的无功平衡35-36
• 2.3.3 优化控制装置的调节措施36
• 2.4 九区域控制策略36-40
• 2.5 无功调节判据流程框图40-41
• 2.6 电压无功自动控制的实现41-43
• 2.6.1 后台VQC工作原理41-42
• 2.6.2 基本控制功能42
• 2.6.3 控制方式42
• 2.6.4 闭锁和报警功能42-43
• 2.6.5 配置文件说明43
• 2.7 本章小结43-44
• 3 电压无功自动控制装置的设计44-62
• 3.1 系统的总体结构44
• 3.2 变电站VQC装置硬件组成44-46
• 3.3 控制装置主电路部分的设计46-54
• 3.3.1 补偿电容器的选择46-51
• 3.3.2 变压器的选择51-53
• 3.3.3 断路器的选择53
• 3.3.4 串联电抗器的选择53
• 3.3.5 放电线圈的选择53-54
• 3.3.6 避雷器的选择54
• 3.4 控制装置主体部分的设计54-58
• 3.4.1 控制部分装置的设计要求55-57
• 3.4.2 运行状态的控制57-58
• 3.5 数据采集、处理与控制58-61
• 3.5.1 模拟量输入58-59
• 3.5.2 开关量输入59-61
• 3.5.3 开关量输出61
• 3.6 本章小结61-62
• 4 变电站电压无功仿真分析62-68
• 4.1 仿真环境介绍62
• 4.2 变电站MATLAB仿真分析62-67
• 4.3 本章小结67-68
• 5 总结及展望68-70
• 5.1 总结68
• 5.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 作者简介及读研期间主要科研成果76

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本文编号：821814