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摘要：基于调度自动化系统SCADA功能的基础上，提出了参照3级电压控制模式在地调主站实现电压控制的方式。主要通过自动选择一级电压控制、二级电压控制和三级电压控制，在地方电网的局部、区域或者全局进行电压无功优化，达到在保证系统电压安全的基础上，为用户提供质量合格的电压；从而实现电网的稳定、安全和经济运行。
关键词：调度自动化；SCADA系统；电压控制；有载调压
1引言
调度自动化系统SCADA功能普遍推广实用化，为在主站端实现电压无功控制奠定了基础。主站电压无功控制系统是通过与SCADA系统的接口获取厂站端的运行数据，当主站电压无功控制系统发出控制命令时，也是通过与SCADA系统的接口执行控制命令。
无功电压优化是通过对无功潮流的分布进行调整来改善电压质量和减少网络的有功损耗，要求既要维持系统频率稳定，又要实现经济运行。该软件采用独具特色的有功无功交叉逼近算法，有功逼近模型可用稀疏线性规划模型，也可用稀疏二次规划模型；可以在2～5个快速分解法潮流计算时间内计算出最优潮流的结果。
2地调主站实现电压控制的特点
网络建模：电力系统的电压及无功功率控制采用分层分区控制的原则。控制功能按时间和空间分开，可以防止各级控制之间的交互作用而造成的振荡和不稳定。因此，在地调主站系统实现电压控制的具体模式应与省网有所不同。
地调主站电压无功控制的特点是：根据系统的安全分析结果，或者电压、频率、无功的实时值进行系统电压稳定的判断，在系统可能或已经出现电压稳定问题时或者接到省网的闭锁指令后，立即停止AVC的运行，闭锁所有主变分接开关和电容器的控制，直到电压稳定问题消失为止。在系统电压稳定的前提下，首先保证电压合格率达到指标要求，然后才考虑电网的经济运行。
3地调主站端实现一级电压控制模式
一级电压控制是通过SCADA系统采集的无功、开关位置、母线电压获取某一厂站的运行信息，对该厂站的主变有载调压分接头、可投切的电容器等设备进行控制，控制的目的是在保证该厂站的电压合格的基础上，实现局部电压无功优化。主站端实现一级电压控制，控制时间常数一般为秒级，对于电压越限时的反应时间完全可以满足电压合格率的要求。
3.1地调主站端实现一级电压控制的电压无功优化原理和策略
a）电压调节不仅与无功补偿程度有关，而且还与变压器变比和受控电压侧母线的短路容量有关。电压和无功调节是相互影响，不能为了调节电压而仅调节变压器分接头位置，也不能为了调节从系统吸收的无功功率而仅投切电容器，而是要综合考虑两者因素进行变电站的电压无功控制，才能实现变电站局部的电压无功最优控制。
b）主要有基于专家系统、人工神经网络、模糊理论、遗传算法等方面的控制策略。其中专家系统是发展较早、丰富经验积累较为成熟的控制策略。专家系统主要是基于九区图（或者扩展至十三区等）的原理，按照电压和无功功率（或者功率因数）进行复合控制。当电压或者无功功率（或者功率因数）超出设定范围后，根据控制规则对设备进行控制。
3.2地调主站端实现一级电压控制的优点
a）随着电压无功控制VQC软件在变电站综合自动化系统的推广应用，由于电压无功功能没有统一的规范，越来越明显反映出厂家的软件功能具体实现不一致，特别是由于控制策略的具体构成方案存在差异，增加了用户使用、维护的难度，而在主站端实现一级电压控制，统一了电压无功控制软件的型号和版本，减少了维护量。
b）新增变电站不需增加新的电压无功控制功能或者设备，节省了投资。
4地调主站端实现二级电压控制模式
没有通过全局电压无功优化，只是通过灵敏度分析和区域电压校正组成的环路就是二级电压控制模式。二级电压控制是一种区域控制，是利用某一区域的运行信息，以区域为出发点，充分利用区域内无功资源，采用灵敏度、无功优化指导调整策略，对该区域内的厂站的有载调压主变分接头、可投切的电容器等设备进行控制，控制时间常数一般为几分钟级以内。
4.1地调主站端实现二级电压控制的原理和策略：
a）自动在线进行电网拓扑的动态识别，然后根据网络拓扑进行动态分区，电网被分成若干个以电压中枢母线为中心的区域，对每个区域进行独立控制，实现区域的无功就地平衡。
b）采用超短期负荷预测辅助系统控制决策，设定合理的网损范围，减少设备的动作次数；根据超短期负荷预测结果，动态决策区域电网设备的调节，实现区域电压无功优化运行的目的。
c）采用灵敏度分析的方法，求解每一次控制主变分接开关位置的升降或电容器的投退是否满足要求，避免产生调节震荡。
4.2地调主站端实现二级电压控制的关键
a）控制区域的划分控制区域是电气距离较近的节点集合，控制区域的划分原则是区域内节点间的电气耦合大，而不同区域的节点电气耦合小，保证各区域控制的相对独立，互不干扰。
b）先导节点的选择在每个控制区域内选择一个或多个最关键的电压母线作为先导节点，其作用是，当先导节点电压保持不变时，即使负荷发生变化，区域内其它节点的电压变化也不大。
4.3地调主站端实现二级电压控制的主要问题
由于电网连结日益紧密，对以区域划分为基础的二级电压控制，相邻控制区域之间的潮流交换的影响越来越不可忽视，某一区域的电压控制器的动作，必然会对相邻区域的电压水平产生影响。
5地调主站采取的无功功率调节和电压控制措施
为了处理电压的慢变化，有“二次”与“三次”控制作用建立系统的新状态，二次控制所管理的是在一地区内可利用的动态无功功率，其反应时间约为3-5分钟；目前，三次控制为手动控制。从而取得全网各点电压的全面协调。
在正常运行中，利用变压器有载调压来保持二次侧的供电电压水平是有条件的。一般可采用如下的变压器有载调压变压器分接头。
（1）只有当调压变压器一次侧电压高于某一最低数值时，才允许进行有载调压。
（2）如果调节变压器一次侧供电电压低于规定的最低数值时，立即闭锁有载调压，同时投入并联电容器，切开并联电抗器。
（3）如果调压变压器一次侧供电电压低于某一低规定值时，而当时变压器的额定标么变比低于1.05-1.10，则保持不动；而如果高于此值，则应立即退回到不高于1.05-1.10之值。
6结束语
地调主站实现电压无功控制，实现了闭环控制，不需要调度人员干预，可以自动根据电压无功优化结果直接对设备进行控制，确保电压合格率达到指标要求。
参考文献：
[1]商国才.电力系统自动化[M].天津：天津大学出版社，1998
[2]程浩忠，吴浩.电力系统无功与电压稳定性[M].北京：中国电力出版社，2003.
[3]贺东明.电压无功控制在地调主站端实现的方式[J].自动化与仪器仪表.2007，74（3）：74-76.
[4]孙宏斌，张泊明，郭庆来，杨志新等.基于软分区的全局电压优化控制系统设计.电力系统自动化，2003，27（8），16-20.