基于模糊理论的宣钢变电站电压无功综合控制

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翻新时间：2015-07-27

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基于模糊理论的宣钢变电站电压无功综合控制

电力系统的电压和无功的控制是整个系统的重要组成部分，实现电压无功综合控制是一个具有复杂性、不精确性、非线性特点的控制问题，同时，电压无功综合控制对实时性要求非常高，依靠传统数学模型和常规的控制方法实现起来比较困难。模糊理论由于具有传统方法所不具备的智能特性，因而在电压无功控制中得到了广泛的应用。

1 现状分析

随着电力系统规模的不断扩大以及电力自动化技术的持续发展，宣钢也对变电站自动化设备进行不断的升级改造，但是在电压无功综合控制方面，却仍然与系统运行的实际要求存在较大的差距。宣钢内部变电站基本都采用基于九区图法的电压无功综合控制，此种VQC在实际运行中由于其经常出现投切震荡，导致系统设备不堪重负和出现故障。

运行中的变电站负荷是随着生产节奏不断改变的，变电站要想维持供电电压稳定性，必须随着负荷改变不断的对变压器有载调压开关以及并联电容器组进行操作，过与频繁的操作会降低高压电气设备的使用寿命，同时增加设备故障率。

2 将模糊理论用于电压无功综合控制的优势

模糊控制理论非常适合运用在解决量纲不同且目标相互冲突的优化问题上，在电力系统电压无功综合控制调节时，电压的变化和无功的变化相互影响，若采用模糊控制策略进行控制，可以在无功调节判据中引入电压的变化量，将原先基于固定边界的无功功率变为基于模糊无功边界，这样的控制策略下，无功控制的边界为两条斜率随电压变化而改变的斜线，电压无功能够实现动态平衡，避免出现无功调节震荡现象，可以减少开关设备的动作次数，提高了开关设备动作的准确性。

3 系统设计

3.1 选择输入输出信号

变电站电压无功综合控制系统的建立可以选择电压和无功与标准值之间的偏差作为两个输入量，将驱动有载调压变压器分接头升降和无功补偿电容器组投切两个控制量作为输出量，建立一个一阶两输入两输出的模糊控制系统。该模糊控制系统的系统结构如图1。

3.2 选择模糊集合和模糊函数

4 实际算例分析

结合宣钢某变电站的实际设备进行控制：该变电站的实际设备参数如下：主变压器为三相双绕组变压器：型号为SF9-40000-35/6.3，一次电压为35±3×2.5%/6.3 kV，接线为Ynd11，变压器阻抗的标幺值为0.63+j7.87Ω；电容器有6组，容量均为3600kVar。

通过模糊控制对其进行电压无功综合控制与原先采取九区图发控制的控制效果对比如下。（见表1）

5 结语

综合上表罗列的控制效果情况可以看出，将模糊控制应用在电压无功综合控制中时，当系统的电压和无功发生轻微变化时，其变化量不足以引起模糊变量隶属度函数的变化，避免了原先的控制系统在此种情况下设备频繁调节造成的系统震荡。