基于改進型九區圖的變電站電壓無功控制方法

摘 要： 在分析現有的九區圖控制方法與模糊控制策略的基礎上，將變電站電容器組投切精細化，利用TSC投切與MSC投切的不同特點，對傳統的九區圖控制進行了相應的改進，并將BP神經網絡控制與模糊控制有效的結合，構成了模糊BP神經控制。該方法能有效減少變壓器分接頭與電容器組的調節，改善系統穩定性。

關鍵詞： 九區圖； 模糊控制； 變電站； BP神經網絡

中圖分類號： TN911.7?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）01?0152?04

引 言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對電能質量的要求也在不斷的提高。由于近年來，越來越多的電力電子設備在電網中的廣泛應用，其帶來的無功功率及諧波問題給電網帶來諸多挑戰。因此，提高電能質量，降低網絡損耗，實現電網經濟與安全運行已經成為了電力用戶與電網共同的追求[1]。針對電能質量中的無功優化問題，面向全系統安全經濟綜合優化目標的電壓自動控制理論與技術成為現代電網的重大研究課題[2?4]。無功補償是電力系統安全穩定運行的重要調節措施[1]。早期的無功補償裝置主要采用交流接觸器作為并聯電容器的投切（Mechanical Switching Capacitors，MSC），且在目前的中低壓補償系統中，機械開關應用的范圍與場合仍然不少。隨著電力電子技術的發展，晶閘管因其無觸點、不燃弧、無噪聲、速度快等特點，在并聯電容器投切開關中的應用較為普遍，晶閘管投切電容器（Thysitor Switching Capacitors，TSC）由于其能解決合閘涌流，無觸點，反應快等優點，正逐步取代傳統MSC的應用[2?3]，但在許多變電站等場合，TSC與MSC作為兩種并聯電容器投切方式仍然大量存在，因此針對此的無功優化控制研究仍然具有一定的實際意義。

變電站自動電壓控制是在保證變電站電壓與無功穩定的前提下，盡量減少變壓器分接頭與電容器的投切次數。目前變電器自動電壓控制的方法主要有：九區圖及其他多區圖綜合控制，模糊控制，神經網絡控制等。九區圖及其他多區圖綜合控制由于多數邊界設置不規范，不能有效解決投切振蕩的問題；模糊控制由于其將信息模糊化處理，解決了邊界頻繁投切的問題，但也帶來了盲目性與不能充分協調的問題；神經網絡能有效解決盲目性與協調性問題，但是由于其自身的訓練問題，且對參數的要求較高，造成移植困難等問題。本文綜合了上述幾種控制策略與方法，充分考慮我國大多數變電站的實際情況，結合變壓器有載調壓、TSC與MSC兩種并聯電容器投切的不同性能，對九區圖控制進行了適當的優化，將輸入變量模糊化，采用神經網絡控制，提出了一種變電站無功控制的半模糊神經控制算法。該算法綜合了上述幾種控制方法的優點，在有效避免邊界操作頻繁的前提與安全運行的前提下，有效解決變壓器分接頭調節與TSC、MSC的投切，達到最優控制。