電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

郭禹婷，關(guān)煥新

（沈陽工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110136）

電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

郭禹婷，關(guān)煥新

（沈陽工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110136）

隨著電網(wǎng)調(diào)度自動化、信息化、互動化水平的顯著提高，在調(diào)度控制中心建設(shè)自動電壓控制系統(tǒng)，實現(xiàn)配電電網(wǎng)電壓自動化已經(jīng)成為共識。對自動電壓控制系統(tǒng)原理和方法進行分析，并對電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)進行開發(fā)，通過Visio軟件的擴展功能，完成了自動電壓控制系統(tǒng)的設(shè)計。

電網(wǎng)；自動電壓控制系統(tǒng)；軟件開發(fā)

1 基本原理

電網(wǎng)中的電壓水平和無功功率是緊密相關(guān)的，兩者的控制相輔相成。為了維持電力系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，經(jīng)常采用中樞點電壓管理、發(fā)電機一次調(diào)節(jié)、變壓器有載調(diào)壓、無功功率自動補償?shù)瓤刂剖侄危?］。隨著電力系統(tǒng)向大機組發(fā)電、大電網(wǎng)互聯(lián)方向的發(fā)展，相對孤立的簡單電壓控制方案已經(jīng)不能有效維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，不能確保及時調(diào)節(jié)無功電壓自動控制系統(tǒng)，因此，電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)應(yīng)運而生，從全電網(wǎng)角度出發(fā)，文獻［2］中提及通過實時監(jiān)控受控中樞點電壓和網(wǎng)絡(luò)中的無功潮流，應(yīng)用先進的分析系統(tǒng)，使用閉環(huán)控制原理，達到電壓優(yōu)質(zhì)和網(wǎng)損最小的運營目標。

1.1 無功電壓自動控制

無功電壓自動控制是當前電力系統(tǒng)的一項重要技術(shù)，對降低由于系統(tǒng)電壓波動引起的停電事故，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量和電氣設(shè)備運行的安全性，減少事故造成的經(jīng)濟損失，減輕值班人員人工調(diào)整電壓的勞動強度，保證電網(wǎng)運行的可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性具有重要現(xiàn)實意義。電網(wǎng)電壓自動控制系統(tǒng)工作流程如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)電壓自動控制系統(tǒng)流程

其基本原理：電力系統(tǒng)調(diào)控中心從系統(tǒng)獲得實時釆集的遙信和遙測數(shù)據(jù)，具體包括保護和斷路器的實際動作狀態(tài)和節(jié)點電壓、支路功率等實際量測信息；將這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o功電壓自動控制系統(tǒng)，采用優(yōu)化技術(shù)尋求最優(yōu)解，形成最優(yōu)方案，并將計算所得的系統(tǒng)無功潮流和節(jié)點電壓等信息傳遞到系統(tǒng)，通過高級應(yīng)用平臺，利用遙控、遙調(diào)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。

1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)

實現(xiàn)電網(wǎng)電壓的監(jiān)測采用的是閉環(huán)控制系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)里，即使有干擾也能通過自身的調(diào)節(jié)保持原有狀態(tài)。實施閉環(huán)控制的抗干擾能力來自于反饋作用。文獻［3］中敘述了因為在組織形式上增設(shè)了一個反饋機構(gòu)，把造成偏離目標的原因與一貫干擾的因素及時反饋給控制者，使決策控制層作出正確決策，隨時修正目標。閉環(huán)控制的優(yōu)點是充分發(fā)揮了反饋的重要作用，排除難以預(yù)料或不確定的因素，使校正行動更加準確，更加有力，但缺乏開環(huán)控制的預(yù)防性。

2 系統(tǒng)開發(fā)

目前，電力企業(yè)所使用的具有圖形化功能的電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件，主要是用VC、Delphi或VB等工具開發(fā)的。以上開發(fā)模式開發(fā)周期較長、開發(fā)工作量大、實現(xiàn)的功能有限、后期維護困難［4－5］。本文開發(fā)的軟件基于Visio2003，充分利用了Visio2003的全部功能，利用VBA進行二次開發(fā)，大大減少了開發(fā)的工作量，縮短了開發(fā)周期，并且實現(xiàn)的功能較完善，后期維護簡單。

2.1 系統(tǒng)軟件

在Visio2003提供的開發(fā)平臺上，利用專業(yè)計算機技術(shù)和VBA開發(fā)技術(shù)對Visio2003進行二次開發(fā)。可以很方便地開發(fā)地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)，實現(xiàn)相應(yīng)功能。該系統(tǒng)開發(fā)主要包括人機界面的開發(fā)、模具與窗體的設(shè)計、元件與運行參數(shù)的存取、電氣計算、結(jié)果輸出等幾部分。

2.2 仿真實現(xiàn)

本文研究開發(fā)的地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)軟件的主界面主要包括標題欄、菜單欄、工具欄、繪圖區(qū)和模具等，系統(tǒng)軟件用戶界面如圖2所示。

圖2 用戶界面

位于用戶界面最上方的是標題欄，其作用和office一樣，顯示應(yīng)用程序的名稱，其基本操作同word一樣，標題欄的右端同樣有最大化、最小化和取消按鈕，標題欄的位置可以通過拖動鼠標來改變，不過要在窗口處于還原狀態(tài)下進行操作；標題欄下面是菜單欄，除了Visio基本菜單項外，還包括了本文所開發(fā)的菜單項，用鼠標點擊任一菜單命令，都會有1個下拉菜單彈出，用戶可以點擊相應(yīng)的命令菜單完成指定操作；繪圖區(qū)是用戶進行編輯圖形的區(qū)域，可以建立圖形化模型并顯示運行結(jié)果；模具中主要存放已編輯好的圖形元件，通過拖拽將其放入繪圖區(qū)，并通過相應(yīng)的連接來繪制地區(qū)電網(wǎng)變電站相應(yīng)的電氣接線圖和地理接線圖，如圖3所示。

圖3 參數(shù)輸入窗體

設(shè)計窗體主要提供一種人機交互式界面，使用戶在繪制變電站電氣接線圖時方便輸入、修改、查詢和讀取主要電氣設(shè)備的基本參數(shù)和運行參數(shù)。窗體的功能主要是通過雙擊事件或在圖形上右擊顯示窗體事件完成。前者通過定義圖件Shape Sheet電子表中Events區(qū)的雙擊事件Events Dbl Click實現(xiàn)，或利用VBA編程，在圖件的This Document下寫一打開的響應(yīng)窗體程序，以達到響應(yīng)雙擊事件的目的；后者通過在Shape Sheet表中定義Actions區(qū)，編寫需要的指令，達到響應(yīng)右擊顯示窗體事件的目的。

3 結(jié)束語

本文對電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)進行了分析，通過Visio2003軟件的擴展功能進行了系統(tǒng)開發(fā)與仿真。通過此軟件的開發(fā)使電氣接線圖和地理接線圖的繪制與儲存更加便捷，避免了大量數(shù)據(jù)或功率因數(shù)校正以及電壓校正在功率因數(shù)或電壓越限的情況下獨立進行的問題，提高了變電站的電壓管理水平、電壓質(zhì)量以及電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

［1］程浩忠，吳 浩.電力系統(tǒng)無功與電壓穩(wěn)定性［M］.北京：中國電力出版社，1979：15－18.

［2］李玉廷.變電站電壓無功綜合控制系統(tǒng)的設(shè)計［D］.濟南：山東大學(xué)，1983：1－7.

［3］高冬娜.地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用［J］.電力科學(xué)與工程，2003，19（6）：107－109.

［4］李學(xué)斌，韓洪剛，林 莘.超高壓耦合線路潛供電流計算及電抗器優(yōu)化配置［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（2）：5－9.

［5］張武洋，趙振宇，于同偉.基于SDH通道的PTP同步對時研究［J］.東北電力技術(shù)，2011，32（1）：37－40.

Design and Application of Power Automatic Voltage Control System

GUO Yu?ting，GUAN Huan?xin
（Shenyang Institute of Engineering，Shenyang，Liaoning 110136，China）

With the significantly increasing of the dispatching automation，information technology and interactive level，the power dis?tribution grid voltage automation has become a consensus in the dispatch control center building automatic voltage control system.the principle of automatic voltage control system and method are analyzed，the grid automatic voltage control system is developed by visio software extensions，the design of automatic voltage control system is completed.

Grid；Automatic voltage control system；Software development

TM761

A

1004－7913（2016）05－0017－02

郭禹婷（1991—），女，學(xué)士，主要從事配電自動化管理工作。

2016－01－29）