基于模糊理論的宣鋼變電站電壓無功綜合控制

摘 要：該文以宣鋼某變電站為例進行實際計算，通過結果顯示，基于模糊理論電壓無功綜合控制可以實現電壓合格和無功平衡的目標，有效地減少了變壓器分接頭和電容器開關的動作次數，提高了系統電壓的質量。

關鍵詞：電壓無功綜合控制 模糊控制 電壓優化 變電站

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0083-01

電力系統的電壓和無功的控制是整個系統的重要組成部分，實現電壓無功綜合控制是一個具有復雜性、不精確性、非線性特點的控制問題，同時，電壓無功綜合控制對實時性要求非常高，依靠傳統數學模型和常規的控制方法實現起來比較困難。模糊理論由于具有傳統方法所不具備的智能特性，因而在電壓無功控制中得到了廣泛的應用。

1 現狀分析

隨著電力系統規模的不斷擴大以及電力自動化技術的持續發展，宣鋼也對變電站自動化設備進行不斷的升級改造，但是在電壓無功綜合控制方面，卻仍然與系統運行的實際要求存在較大的差距。宣鋼內部變電站基本都采用基于九區圖法的電壓無功綜合控制，此種VQC在實際運行中由于其經常出現投切震蕩，導致系統設備不堪重負和出現故障。

運行中的變電站負荷是隨著生產節奏不斷改變的，變電站要想維持供電電壓穩定性，必須隨著負荷改變不斷的對變壓器有載調壓開關以及并聯電容器組進行操作，過與頻繁的操作會降低高壓電氣設備的使用壽命，同時增加設備故障率。

2 將模糊理論用于電壓無功綜合控制的優勢

模糊控制理論非常適合運用在解決量綱不同且目標相互沖突的優化問題上，在電力系統電壓無功綜合控制調節時，電壓的變化和無功的變化相互影響，若采用模糊控制策略進行控制，可以在無功調節判據中引入電壓的變化量，將原先基于固定邊界的無功功率變為基于模糊無功邊界，這樣的控制策略下，無功控制的邊界為兩條斜率隨電壓變化而改變的斜線，電壓無功能夠實現動態平衡，避免出現無功調節震蕩現象，可以減少開關設備的動作次數，提高了開關設備動作的準確性。

3 系統設計

3.1 選擇輸入輸出信號

變電站電壓無功綜合控制系統的建立可以選擇電壓和無功與標準值之間的偏差作為兩個輸入量，將驅動有載調壓變壓器分接頭升降和無功補償電容器組投切兩個控制量作為輸出量，建立一個一階兩輸入兩輸出的模糊控制系統。該模糊控制系統的系統結構如圖1。

3.2 選擇模糊集合和模糊函數

按照上一節確定的兩輸入兩輸出來選擇輸入輸出變量的論域，結合35kV變電站運行的實際情況，則變壓器二次側電壓的偏差量的論域為[-1.5，+1.5] ，無功功率的論域的論域[-3Q0， +3Q0]；變壓器的分接頭有7檔，其論域為={-3，-2，-1，0，+1，+2，+3}；控制電容器投切的控制量，投入電容器組定義為負，切除電容器組定義為正；為了能夠使模糊子集更好地覆蓋模糊論域，將模糊輸入變量和以及模糊輸出變量和的論域都定義為{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}；模糊詞集{NB，NM，NS，O，PS，PM，PB}；按照CRI推理法則把論域為X={-X，+X}轉化成證書論域N={-n，….-1，0，1，…..n}，量化因子應該為q=n/x，比例因子l=x/n。

4 實際算例分析

結合宣鋼某變電站的實際設備進行控制：該變電站的實際設備參數如下：主變壓器為三相雙繞組變壓器：型號為SF9-40000-35/6.3，一次電壓為35±3×2.5%/6.3 kV，接線為Ynd11，變壓器阻抗的標幺值為0.63+j7.87Ω；電容器有6組，容量均為3600kVar。

通過模糊控制對其進行電壓無功綜合控制與原先采取九區圖發控制的控制效果對比如下。（見表1）

5 結語

綜合上表羅列的控制效果情況可以看出，將模糊控制應用在電壓無功綜合控制中時，當系統的電壓和無功發生輕微變化時，其變化量不足以引起模糊變量隸屬度函數的變化，避免了原先的控制系統在此種情況下設備頻繁調節造成的系統震蕩。

參考文獻

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