何斌
国网福建松溪县供电有限公司福建松溪353500
[摘要]电压是电力系统电能质量的重要指标之一，而系统的无功平衡是保证电压质最的重要条件。要使系统电压达到规定的标准，在变电站主要通过调节有载调压变压器的分接头和投退无功补偿设备达到调整电压的目的。研究变电站自动化系统中电压无功综合控制具有重要的实践意义。因此，有必要对VQC控制系统的设计要求做出研究。
[关键词]VQC；设计要求
作为能应用于实际工作环境下的成熟产品，变电站电压无功综合控制系统(包括VQc装置、后台软件VQC和网络VQC)应能满足以下主要的设计要求：
一、运行方式的自适应
控制系统应能对变电站的运行状态进行监视，自动识别并适应变电站的各种运行方式，并根据运行方式正确地选择控制对象及相应的控制策略。实验显示：主变台数越多，主接线和运行方式就相应越复杂，因此对主变台数较多的大型变电站，电压无功综合控制系统实现运行方式的自动识别是较为困难的，这也是目前需待解决的一个课题。
二、闭锁和复归功能
为使电压无功综合控制系统能安全、可靠到运行，控制系统应具有强大的闭锁功能，当变电站运行出现异常或控制对象出现异常以及VQc本身出现异常情况时，应能自动及时地停止调节，闭锁相应的控制输出。一般认为闭锁问题是VQC能否正常、可靠运行的最大问题，如果VQC的闭锁系统不完善、闭锁条件不全面、闭锁限值设置不合理、闭锁速度不够快，就会对变电站的安全运行带来严重威胁。
闭锁分为闭锁VQC、闭锁对分接开关的控制(闭锁有载调压控制)以及闭锁对电容器组的投切控制三种。变电站中有许多异常情况都会引起vQC闭锁，常用的闭锁条件有：主变高低压侧母线故障时闭锁VQC；主变保护动作和异常工况时闭锁，主变发生故障保护动作时；主变高压侧电流大于定值时、主变过负荷、轻瓦斯动作或油温过高时，应及时闭锁对分接开关的控制并发调压闭锁信号，主变低负荷时应闭锁VQC；电容器保护动作闭锁，电容器保护动作时应及时闭锁该电容器组投切控制并发信号(保护动作信号必须接电容器保护装置的可保持输出节点)，当电容器保护动作于开关跳闸后，若VQC不及时闭锁而在很短的时间内使其再次合闸，则可能会发生电容器由于带电荷合闸而爆炸的严重后果；主变或电容器组退出运行时闭锁，主变或电容器组正常退出运行时(如检修)，应闭锁该主变或电容器组相应的控制装置；PT断线闭锁，若PT断线而VQC不及时闭锁，会导致VQC不断地将受控母线电压向上抬高，产生严重后果；主变并列运行时只要有一台故障就闭锁调压，运行方式改变时应闭锁VQC(软件VQC称为遥信闭锁)；主变并列错档闭锁，并列运行的各主变处于同一档位时才能参加调档(并且要求同升同降)，当2台主变并列运行时出现不同档时应闭锁对分接开关的控制，并报警；主变滑档闭锁，当VQC发出凋档命令后，在规定时间内主变分接开关升降档连续2档及以上时(滑档)，VQC应立即发出档位急停命令，断开滑档分接开关的电源，并报警；控制对象拒动闭锁，当vQC发出控制命令后，应进行校验，若主变调档拒动或电容器组投切失败，应闭锁相应的控制装置，并报警；主变或电容器异常变位时闭锁相应的控制装置，并报警；主变分接开关日调节次数和电容器组日投切次数达最大值时，主变分接开关档位达上、下限位置时，上一次动作后延时未到时，均应闭锁相应的控制装置；vQC内部故障指各功能模块故障，闭锁相应的控制装置，并报警；VQc外部故障包括交流输入回路的故障，电容单元输入回路的故障，分接开关单元输入回路的故障；低压母分合时，低压母线电压不平衡则闭锁VQC；通信故障时闭锁VQC；远动信号要求闭锁；手动闭锁，等等。
电容器保护动作、主变保护动作、主变滑档、PT断线等情况均要求VQC能及时响应，快速闭锁，否则可能会产生意想不到的后果。文献指出：“后台机软件VQc、自动化系统网络VQc的闭锁速度依赖于自动化系统对变位YX、YC突变量等的响应速度，这样的响应速度是否够快(特别是VQC对保护动作的闭锁响应)很值得商讨”。
闭锁后的复归分人工复归(手动解除，有就地和远方二种)和自动复归(自动解除)二种。人工复归是指进行人工操作解除闭锁状态，自动复归是指闭锁原因消失了自动解除闭锁状态。人工操作才解除报警闭锁的有：主变或电容器的异常变位、防滑档动作和拒动等；故障原因排除后自动复归的有：内部故障、保护动作、系统异常、错档、电容器位置信号出错、低压母分合时两主变低压不平衡等；有的闭锁复归方式可选择。
三、控制策略和调节方式
控制系统宜采用高峰时高电压、低谷时低电压的逆调压原则，以保证用户端电压在合格的范围内。由于控制策略的重要地位，对其的组织应当充分考虑到各种情况，避免发生振荡动作现象，并应尽量减少主变分接开关日调节次数而尽可能地代之以投切电容器组作为保证电压合格的原则策略。区域图法控制策略的电压和无功(功率因数)上下限值应能动态变化，高峰和低谷时段的限值应不同，以适应控制要求，最好能提供24个时段的限值设定功能。
用户应能按照需要自行选择调节方式：
综合调节：要求调节一个变量不应造成另一变量越限或情况恶化，即必须同时满足电压无功(功率因数)优化的条件，对无法保证的则不调节。
电压优先调节：在综合调节的基础上，当电压和无功不能同时满足要求时采用调节分接开关的策略，以牺牲无功质量来优先保证电压合格。
无功(功率因数)优先调节：在综合调节的基础上，当电压和无功(功率因数)不能同时满足要求时采用投切电容的策略，以牺牲电压质量来优先保证无功合格。
只凋电压：在电压优先调节的基础上，只调分接开关(即只采用单一调档的措施调压)。
只调无功(功率因数)：在无功优先调节的基础上，只调电容(即只采用单一投切电容的措施调节无功或功率因数)。
只调电压和只调无功的概念不同的厂家有不同的理解，这里引用的是许继BZ-8000变电站自动化系统中VQC所使用的概念进行说明。
另外软件VQC还应设置“只监视不控制”的方式，相当于只投入运行不投压扳的保护运行方式。调节方式应能根据控制策略中出现的矛盾灵活变化。在正常调压的情况下，如果受控电压越限较严重，而此时又不能及时凋：肖分接开关(分接开关由于调：市次数达限或发生闭锁等情况)，可采取不考虑无功(功率因数)是否合格，通过投切电容来实现电压调整的辅助调压措施，即所谓的“强投强切”。
又如电容器组已经全部投入或全部切除，在无电容器可投切的情况下，则改为采用升降分接开关的措施。控制系统还应能支持自动控制和手动控制的方式，在退出自动控制方式时(例如自动控制部分需检修时)可由手动控制方式代替，以保证运行的连续性。
此外，控制系统应具有友好的人机对话界面，VQC装置可考虑采用大屏幕液品显示器。每次控制系统在发出控制命令后应能进行检验以确定动作是否正确，如发生拒动、滑档、并列错档等现象应能及时闭锁并发报警信号。在无人值班运行方式下，作为独立的VQC装置还应具备与主站或监控中心的通信功能，通过通信系统可将运行状态信息、自诊断信息、动作情况和闭锁信号送往主站或监控中心(主站和监控中心多采用CRT显示有关内容，并可打印出有关信息)；也可以接收主站或监控中心发来的命令，实现限值和运行方式的远方设定(即实现远方控制VQc)，为全网电压无功集中控制模式的实现奠定基础。控制系统应具有自检程序和自恢复功能，做到硬件可靠、软件合理、维修方便，具有_定的灵活性和适应性。
参考文献
[1]李琰等，基于海明神经网的电压一无功功率自动调节理论的研究【J】，电力系统及其自动化学报，2002，14
[2]李建中，变电站电压无功综合调节可变规则的模糊控制【J】，陕西工学院学报(自然科学版)，2003，19