基于VQC的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化補(bǔ)償方案研究

基于VQC的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化補(bǔ)償方案研究摘要近年來，隨著中國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，逐步形成了廣泛的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，重要的企業(yè)，商家，政府機(jī)構(gòu)形成電能質(zhì)量要求高，對電網(wǎng)的無功功率的要求越來越嚴(yán)格。有功功率，無功功率，以確保供電質(zhì)量，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，并確保其安全運行不可缺少的一部分。電網(wǎng)無功功率不平衡會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓波動巨大，會造成嚴(yán)重的損壞電氣設(shè)備，系統(tǒng)電壓崩潰事故。無功功率為建立交變磁場所需要的功率。在有功功率恒定的無功功率的存在的情況下，會導(dǎo)致功率因數(shù)，以減少視在功率增加，從而需要增加頭發(fā)，較大的傳輸設(shè)備投資的能力和電力消耗的增加，增加了運行成本，傳輸線的電壓降是不有利于電源的交付和合理應(yīng)用。電力系統(tǒng)的無功功率是有害的，它很早就有更深入的了解各種無功功率補(bǔ)償，以及各種類型的無功補(bǔ)償裝置，無功功率控制。城市電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差是比較大的，各種瞬時變化的情況下更加頻繁，無功補(bǔ)償?shù)囊蟊容^高，要實現(xiàn)快速，準(zhǔn)確，可靠的。本文通過研究目前各種電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償策略，針對城市電網(wǎng)的特點設(shè)計出VQC無功優(yōu)化策略，在理論分析的基礎(chǔ)上，研究和設(shè)計了變電站的無功補(bǔ)償優(yōu)化方案。通過進(jìn)化計算對VQC在無功優(yōu)化策略改進(jìn)方案上進(jìn)行了探索和驗證，進(jìn)一步證明了改進(jìn)無功優(yōu)化策略對城市電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)挠行?。本文所做的主要工作有：?）針對對城市電網(wǎng)無功優(yōu)化策略進(jìn)行了設(shè)計；（2）選取某一變電站對VQC優(yōu)化策略進(jìn)行了實踐；（3）對城市無功優(yōu)化策略算法進(jìn)行了改進(jìn)研究，設(shè)計了基于變量計算和區(qū)域圖法的VQC策略，并通過計算的結(jié)論，進(jìn)一步驗證了改進(jìn)無功優(yōu)化策略的有效性。關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償，VQC，優(yōu)化

AbstractInrecentyears,withthecontinuousdevelopmentofChina'spowerindustry,awiderangeofhighvoltagetransmissionnetworkgraduallyformed,eachimportantenterprises,businesscircle,theformationofthegovernmentauthoritytopowerqualityputforwardhigherrequirements,atthesametimealsotopowergridreactivepowerrequirementisbecomingmoreandmorestrict.Asactivepower,reactivepower,istoguaranteepowersystempowerquality,reducethelossofpowergridandensurethesafeoperationoftheindispensablepart.Powergridreactivepowerimbalancewillleadtohugefluctuationinthesystemvoltage,willcauseseriousdamagetotheelectricalequipmentandsystem'svoltagecollapseaccident.Reactivepoweristosetupanalternatingcurrent,magneticfieldandtheneededpower.Undertheconditionoftheactivepowerunchangedtheexistenceofthereactivepowerwillreducepowerfactorincreasesapparentpowertoneedtoincreasehair,increasethecapacityofpowertransmissionequipmentinvestmentandpowerlossincreaseoperatingcostconveyingpressuredroplargeragainstpoweroftransmissionlinesandthereasonableapplication.Becauseofthepowersystemofreactivepowerinhazardous,peoplehavelongbeenawareofvariousreactivecompensationtechnology,andadoptallkindsofreactivepowercompensationdevicetocontrolthereactivepower.Incitypowergrid,thepeakvalleyloaddifferenceisbigger,theinstantaneouschangesmorefrequently,thedemandforreactivepowercompensationishigher,toachievefast,accurateandreliable.Inthispaper,bystudyingthevariouspowersystemreactivepowercompensationstrategy,aimingatthecharacteristicsofurbanpowergridreactivepoweroptimizationstrategy,designtheVQConthebasisoftheoreticalanalysis,researchanddesignthetransformersubstationofreactivepowercompensationoptimizationscheme.OfVQCthroughevolutionarycomputationonthereactivepoweroptimizationstrategyimprovementprogramhasexploredandvalidated,reactivepoweroptimizationstrategyisfurtherevidencethattheimprovementoftheeffectivenessofurbanpowergridreactivepowercompensation.Thispaper'smainworkincludes:(1)ofurbanpowergridreactivepoweroptimizationstrategyfordesign;(2)selectasubstationVQCoptimizationstrategyforthepractice;(3)toreactivepoweroptimizationstrategyalgorithmisimprovedanddesignedbasedonvariablecalculationmethodandregionalfigureofVQCstrategy,andthroughthecalculationconclusion,furtherimprovetheeffectivenessofthereactivepoweroptimizationstrategyisverified.Keyword：Reactivecompensation,VQC,optimize

目錄基于VQC的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化補(bǔ)償方案研究 1摘要 1Abstract 21緒論 61.1選題背景和意義 61.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 71.3本文主要工作 92無功補(bǔ)償控制策略分析 102.1無功補(bǔ)償容量計算標(biāo)準(zhǔn) 102.2傳統(tǒng)補(bǔ)償控制判據(jù)介紹 132.3幾種不同無功補(bǔ)償策略的分析 152.4智能控制技術(shù)在變電站VQC中的應(yīng)用 162.4.1基于專家系統(tǒng)的變電站VQC 172.4.2基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站VQC 172.4.3基于模糊邏輯控制的變電站VQC 182.4.4基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站VQC 192.4.5基于遺傳算法的變電站VQC 193基于變量計算的VQC策略 213.1VQC策略原理 213.2基于變量計算的VQC策略 264基于區(qū)域圖法的VQC策略 304.1九區(qū)圖電壓無功控制策略 304.1.1九區(qū)圖基本原理 304.1.2九區(qū)圖不合理動作分析 324.1.3九區(qū)圖控制策略其他缺陷 354.2改進(jìn)的區(qū)域圖法VQC控制策略 354.2.1增加2個防振小區(qū)的九區(qū)圖法 364.2.213區(qū)域圖法 364.2.317區(qū)域圖法 374.2.4考慮電壓越限原因的改進(jìn)九區(qū)圖控制策略 384.2.5引入?yún)⒖甲兞康木艆^(qū)圖法 395基于VQC的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化補(bǔ)償方案設(shè)計與實現(xiàn) 415.1變電站變電站VQC裝置硬件方案 415.1.1控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 415.1.2電源電路 425.1.3模擬數(shù)據(jù)采集電路 435.1.4開關(guān)量輸入輸出電路 455.2軟件方案 465.2.1系統(tǒng)的主程序流程 475.2.2數(shù)據(jù)模塊采集程序設(shè)計 485.2.3基于變量計算VQC策略判斷控制 505.2.4運行控制模塊 515.3VQC策略控制效果 536總結(jié) 57參考文獻(xiàn) 58致謝 651緒論1.1選題背景和意義 大約30％的世界的主要能源，如煤、油、水和風(fēng)等用來產(chǎn)生電力。規(guī)約的國內(nèi)傳輸電能的基本上都是50HZ交流輸電[1]。電力無功質(zhì)量是要考慮電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行的一個重要因素。最主要的原因，在以下幾個方面：（1）由于各種不可再生能源資源的減少，燃料價格上漲，提高電力系統(tǒng)的效率有待提高；（2）由于社會的進(jìn)步，各種高端電子設(shè)備的制造和使用，電能質(zhì)量的要求越來越高。（3）已被限制的傳輸網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展；（4）水電和風(fēng)力發(fā)電，核能發(fā)電是在遙遠(yuǎn)的條件，這種遠(yuǎn)距離傳輸穩(wěn)定性和電壓控制問題，需要加以解決；（5）直流輸電系統(tǒng)的逆變器[2]中的AC側(cè)的無功功率控制的應(yīng)用程序的要求。生產(chǎn)中一個給定的分布，使最小的無功潮流，可以降低該系統(tǒng)的損失，這是需要的無功功率流動和轉(zhuǎn)移的控件[3]。在電力系統(tǒng)中的電壓是最根本的和最重要的指標(biāo)之一，測量的功率質(zhì)量。為了確保在一定范圍內(nèi)的正常運行的電源系統(tǒng)的電源電壓必須是穩(wěn)定的[4]。電壓控制是電力系統(tǒng)的無功功率控制的重要途徑之一。各種研究已表明，威脅到電網(wǎng)安全存在的主要問題之一是缺乏的無功功率補(bǔ)償容量[5-6]。在電力系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的因素有很多，如負(fù)載的增加，發(fā)電機(jī)或線路發(fā)生故障時，無功功率不足，缺乏協(xié)調(diào)ULTC動作之間，控制和保護(hù)[7]，嚴(yán)重電壓崩潰的進(jìn)一步發(fā)展，但缺乏足夠的無功功率（尤其是動態(tài)無功）支持負(fù)載導(dǎo)致電壓不穩(wěn)的主要因素[8]。因此，規(guī)劃必須反應(yīng)交替系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性的前提下[9]。電力市場正式形成之前的早期，大部分的無功規(guī)劃的角度來看，從經(jīng)濟(jì)上考慮，缺乏安全感。在短期內(nèi)，不能再這樣下去，對電網(wǎng)的影響很大。但隨著社會的發(fā)展，電力市場不斷提出更高的要求，電網(wǎng)也在不斷擴(kuò)大，許多電氣設(shè)備和運行，不能滿足日益增長的電網(wǎng)發(fā)展需要一點點揮發(fā)，一旦電網(wǎng)任何情況下，蔓延會越滾越大，到整個電網(wǎng)，造成電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定的徹底崩潰。加大停電事件，就是最好的例子幾年前在美國。因此，在網(wǎng)格的發(fā)展考慮到系統(tǒng)的安全性的情況下，電壓必須穩(wěn)定到評價系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償。電壓穩(wěn)定約束的無功規(guī)劃與發(fā)展的電力市場的逐步成熟已逐步開展[10-11]。所謂的無功功率來創(chuàng)建的交流電力系統(tǒng)，磁場所需要的功率的[12]。根據(jù)無功功率公式Q=IUsinφ，SINφ=Q/S顯示減少或增加時，無功功率，有功功率不變。減少無功功率，電流，降低線路損耗降低，反之亦然，線路損耗要增加，導(dǎo)致功率因數(shù)低，資源密集，增加磨損和撕裂。的情況下，即在恒定的有功功率，無功功率的增加將導(dǎo)致較低的功率因數(shù)和視在功率增加，從而輸送相同的能量，但需要升級為多毛，傳輸設(shè)備的能力，從而增加了功率損耗增加在電力投資，但不利于電力和合理應(yīng)用的交付。在電力系統(tǒng)中的無功功率有一定的危害，人們很早就開始通過各種無功補(bǔ)償?shù)淖龇o功補(bǔ)償研究，穩(wěn)定性和控制的無功功率的發(fā)揮，加強(qiáng)對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性[13]。無功功率補(bǔ)償?shù)幕竟δ?，從大的網(wǎng)格，操作或傳輸連續(xù)可調(diào)的無功功率，用于一個特定的點，以保持恒定的電壓，從而保證了電網(wǎng)的無功功率的平衡[14]。無功補(bǔ)償，不僅可以提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少磨損的傳輸設(shè)備，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的負(fù)載能力，提高供電質(zhì)量有相當(dāng)大的作用。尤其是今天的遠(yuǎn)距離傳輸，是一個值得研究的課題[15]。由于無功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)中占有重要的地位，它是提高電網(wǎng)，提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的質(zhì)量具有積極的作用。但遇到了一些問題，不斷提高城市電網(wǎng)電力系統(tǒng)輸電線路的設(shè)計能力和系統(tǒng)運行穩(wěn)定性增強(qiáng)的矛盾日益尖銳。也就是說，確保電網(wǎng)運行的安全和可靠的，但也使投資更加合理，使電網(wǎng)電壓質(zhì)量的提高，這樣才能保證國民經(jīng)濟(jì)的正常生產(chǎn)，一些重要的，延長設(shè)備使用壽命[16]。指標(biāo)，考慮線路的無功功率流實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)力量的作用，以減少網(wǎng)絡(luò)損耗和電力部門追求的一項長期的重點。流出在電力系統(tǒng)中的無功功率補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)，快速和有效的方法來解決這些問題。無功功率補(bǔ)償是否合理，直接關(guān)系到客戶的電力供應(yīng)的質(zhì)量在運行電網(wǎng)無功電能分配的重要性，但在評估電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性也是一個重要的因素。在與用戶直接相關(guān)的分銷網(wǎng)絡(luò)是同樣重要的。如果沒有電力供應(yīng)能力不足，電壓將難以保證系統(tǒng)運行。由于電網(wǎng)容量的增加，天天無功功率的要求，此外，減少電網(wǎng)功率因數(shù)和電壓的電氣設(shè)備不能充分利用，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，并導(dǎo)致?lián)p失增加[17]。因此，要解決的問題，配電網(wǎng)無功補(bǔ)償電網(wǎng)的安全性和節(jié)能具有重要意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 多年來，在國內(nèi)和國外學(xué)者的電壓和無功功率控制的問題做了大量的研究，并積累了豐富的操作經(jīng)驗，導(dǎo)致在各種分析算法，經(jīng)歷了由手工控制電壓和無功功率基礎(chǔ)上，單高壓變電站??的無功功率的集成控制，集中控制的變電站，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到一個分布式體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分層協(xié)調(diào)控制階段，許多電壓和無功功率控制裝置已投入使用，在不同的國家和地區(qū)，并有得到了提高。無功補(bǔ)償裝置在電網(wǎng)中有以下幾方面[18]：（1）同步發(fā)電機(jī)，同步發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)中是唯一的有功功率，同時也對電網(wǎng)的無功功率源。（2）同步相機(jī)：同步相機(jī)的同步轉(zhuǎn)速同步電動機(jī)的操作，無機(jī)械負(fù)載的勵磁磁場，以提供一個控制電壓控制電路控制的。當(dāng)系統(tǒng)電壓下降時，冷凝器的激勵運行感性無功功率的系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的電壓，當(dāng)系統(tǒng)電壓升高，調(diào)整相機(jī)欠勵磁運行，感性無功功率吸收系統(tǒng)，以降低系統(tǒng)電壓。自動勵磁同步相機(jī)調(diào)節(jié)裝置根據(jù)電壓平滑的無功功率輸出的變化的安裝位置中的值，并因此在電壓調(diào)節(jié)。這意味著網(wǎng)格為高壓側(cè)集中補(bǔ)償，但是，因為它是電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的，操作的損耗和噪聲是大于的操作和維護(hù)的復(fù)雜，響應(yīng)速度是緩慢的，它是難以滿足。（3）并聯(lián)電容器組并聯(lián)電容器自動開關(guān)裝置作為電容器的開關(guān)，開關(guān)的無功功率電網(wǎng)的大?。划?dāng)沒有電源時是大于上限值時，電容器開關(guān)是關(guān)閉的，當(dāng)無功功率為小于下限，電容開關(guān)分閘。電容開關(guān)的友誼總線電壓作為開關(guān)的輔助條件：當(dāng)總線電壓異常時，電容器開關(guān)鎖定，當(dāng)總線電壓大于上限設(shè)定值時，電容器切除時，總線電壓小于下限設(shè)定值，電容輸入。電容仍是無功補(bǔ)償設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)，方便的優(yōu)勢，調(diào)節(jié)作用類似的情況，其成本遠(yuǎn)低于同步冷凝器，其中有一個大面積更換同步冷凝器。（4）并聯(lián)電抗器：平行對置的工作原理電容的并聯(lián)電抗器的工作原理，它屬于以補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電網(wǎng)中常用的負(fù)電容效應(yīng)。并聯(lián)電抗器是高壓長線路補(bǔ)償，新建變電站電容器裝置，而不是任意組合的電容串聯(lián)電抗器的選擇應(yīng)慎重，我們必須考慮訪問，諧波因數(shù)。當(dāng)電容器組的容量比較大的變化，與電容器同步可以用來調(diào)節(jié)抽頭電抗器，或選擇串聯(lián)電抗器的混合裝置，以防止過電壓的電容器的開關(guān)。（5）靜止無功補(bǔ)償器：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，進(jìn)入了靜止無功補(bǔ)償?shù)臒o功功率補(bǔ)償階段。靜止無功補(bǔ)償電容器或電抗器在受控制的無功功率與高功率的半導(dǎo)體器件的組合。這樣的設(shè)備在控制電路中采用了大量的半導(dǎo)體產(chǎn)品，它能夠連續(xù)快速地控制無功功率，即響應(yīng)速度快，通過的發(fā)出或吸收無功功率，以控制節(jié)點，它連接到電網(wǎng)電壓。在同一時間在輸入裝置可以是降低電壓和浪涌。然而，由于國內(nèi)有限的高壓功率元件，高壓無功補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備不能全面推廣。1.3本文主要工作 然而，在城市電網(wǎng)的無功功率補(bǔ)償，并繼續(xù)蔓延，無功補(bǔ)償技術(shù)趨于多樣化，在實際應(yīng)用中，遇到一些問題，我們需要思考的逐步解決。（1）優(yōu)化無功補(bǔ)償往往只專注于用戶側(cè)的電源配置，怎么不考慮電網(wǎng)的角度來看，有時系統(tǒng)的損失會比較大，所以要研究最優(yōu)補(bǔ)償方案。（2）測量城市的分銷網(wǎng)絡(luò)參數(shù)測量設(shè)備的配置不是很齊全，加上工作人員的技術(shù)，由于功率大流量和無功的配置精確計算帶來了一定的影響。（3）并聯(lián)電容器諧波無功補(bǔ)償設(shè)備都是依靠完成電容器是一個關(guān)鍵因素，產(chǎn)生諧波，諧波的產(chǎn)生將縮短設(shè)備的使用壽命，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性是非常大的影響。（4）無功倒送電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，容易造成無功倒送面臨著一個輕負(fù)載時，這將導(dǎo)致虧損??加劇的電力系統(tǒng)，增加輸配電線上的負(fù)擔(dān)道路[19]。所以，人們期待著拿出有效的補(bǔ)償，以改善缺陷。降低網(wǎng)絡(luò)損耗，提高變電站自動化水平開始探索區(qū)域電網(wǎng)電壓和無功功率控制應(yīng)用方面，本文著重對一些傳統(tǒng)的補(bǔ)償控制策略的分析和設(shè)計等問題的問題，根據(jù)變量計算控制策略可以解決的問題，傳統(tǒng)的控制策略。首先，介紹一些基于這種補(bǔ)償，常用的補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償容量計算方法，補(bǔ)償方案的需要的無功功率補(bǔ)償。本文介紹了傳統(tǒng)的控制策略九的不足之處，區(qū)域控制的原則，投切振蕩，計算變量的政策，控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。為了提高電壓質(zhì)量，降低線損，變電站配置無功補(bǔ)償并聯(lián)電容器銀行和有載分接開關(guān)，集成了自動調(diào)整根據(jù)負(fù)載變化有載分接開關(guān)和補(bǔ)償并聯(lián)電容器設(shè)備。如何自動調(diào)整變壓器設(shè)備和開關(guān)并聯(lián)電容器組，目前還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)的。傳統(tǒng)的固定邊界的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，也有一些問題，可能導(dǎo)致頻繁切換，并降低了設(shè)備的使用壽命，容易造成過度填充和填充不足，和許多其他問題，但由于其成熟度和穩(wěn)定性控制準(zhǔn)則，因此廣泛應(yīng)用于國內(nèi)眾多補(bǔ)償裝置。首先，介紹和分析了傳統(tǒng)的補(bǔ)償控制標(biāo)準(zhǔn)，分析了傳統(tǒng)的九區(qū)電壓和無功綜合控制策略，其存在的問題，形成問題的原因，提出了基于變量計算VQC策略控制系統(tǒng)，對此進(jìn)行了設(shè)計和實現(xiàn)。2無功補(bǔ)償控制策略分析為了提高電壓質(zhì)量，降低線損，變電站配置無功補(bǔ)償并聯(lián)電容器銀行和有載分接開關(guān)，集成了自動調(diào)整根據(jù)負(fù)載變化有載分接開關(guān)和補(bǔ)償并聯(lián)電容器設(shè)備。如何自動調(diào)整變壓器設(shè)備和開關(guān)并聯(lián)電容器組，目前還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)的。傳統(tǒng)的固定邊界的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，也有一些問題，可能導(dǎo)致頻繁切換，并降低了設(shè)備的使用壽命，容易造成過度填充和填充不足，和許多其他問題，但由于其成熟度和穩(wěn)定性控制準(zhǔn)則，因此廣泛應(yīng)用于國內(nèi)眾多補(bǔ)償裝置。2.1無功補(bǔ)償容量計算標(biāo)準(zhǔn)在交流電力系統(tǒng)中，充足的電力供應(yīng)，以維持電力系統(tǒng)的電壓電平，以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和用戶的供電質(zhì)量和減少電網(wǎng)的功率的損失。因此，電能質(zhì)量條件得到滿足，如何配置系統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償?shù)哪芰κ欠浅Ｖ匾摹４_定補(bǔ)償容量的方法是多種多樣的，但我們的目標(biāo)是完善的銷售網(wǎng)絡(luò)有一定的操作指標(biāo)，下面就來介紹幾種方法來確定補(bǔ)償容量[2]。（1）從提高功率因數(shù)需要確定補(bǔ)償容量如果電力網(wǎng)最大負(fù)荷月的平均有功功率為，補(bǔ)償前的功率因數(shù)，補(bǔ)償后的功率因數(shù)為，則補(bǔ)償容量用下面公式計算：式（2.1）或者寫成式（2.2）有時需要將提高到大于，小于，則補(bǔ)償容量應(yīng)滿足下述不等式：式（2.3）式中：所需無功補(bǔ)償容量，kvar；：最大負(fù)荷日平均無功功率，kvar；：最大負(fù)荷日平均有功功率，kvar；：最大負(fù)荷日平均功率因數(shù)，確定必須適合。通常，將功率因數(shù)以0.9提到1所需的補(bǔ)償容量，與將功率因數(shù)從0.72提高到0.9所需的補(bǔ)償容量相當(dāng)。因此在高功率因數(shù)下進(jìn)行補(bǔ)償其效益將顯著下降。這是因為在高功率因數(shù)下，曲線的上升率變小。因此提高功率因數(shù)所需的補(bǔ)償容量將要相應(yīng)的增加。（2）從降低線損需求來確定補(bǔ)償容量線損是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的一項重要指標(biāo)，在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)一定的條件下，其與通過導(dǎo)線的電流平方成正比。如設(shè)補(bǔ)償前電力網(wǎng)的電流為，其中有、無功分量為和，則：式（2.4）若補(bǔ)償后，電力網(wǎng)的電流為，其中有、無功分量為和，則式（2.5）補(bǔ)償前的線路損耗為：式（2.6）補(bǔ)償后的線路損耗為：式（2.7）則補(bǔ)償后線損降低的百分值為：式（2.8）由于在補(bǔ)償前后，電流的有功分量不變，故有：式（2.9）綜合式（2.6）、（2.7）、（2.9）可將（2.8）化減為：式（2.10）故在用此方法確定補(bǔ)償容量時，首先根據(jù)要將的線損指標(biāo)和，由式（2.8）、（2.10）計算出，然后代入式（2.2）即可得到要補(bǔ)償?shù)娜萘?。?）從提高運行電壓要求來確定補(bǔ)償容量配電線的下端在一些負(fù)荷重，細(xì)金屬絲，其工作電壓，它需要安裝的補(bǔ)償電容，以提高其工作電壓。這就提出了一個按提高電壓的要求，選擇，多少補(bǔ)償電容器是一個合理的問題。此外，在網(wǎng)絡(luò)上的正常線路電壓，補(bǔ)償電容的安裝，在網(wǎng)絡(luò)上的電壓的升壓，可以沒有限制，也必須確定，以滿足約束條件，零補(bǔ)償容量之間的關(guān)系電壓增量。在補(bǔ)償之前，在網(wǎng)絡(luò)上的電壓表示如下：式（2.11）補(bǔ)償之后，電源電壓不變，母線電壓升為，則網(wǎng)絡(luò)電壓表示如下：式（2.12）則補(bǔ)償后電壓增量為：所以需要補(bǔ)償?shù)娜萘繛椋菏剑?.13）式中：：投入電容后母線電壓值：投入電壓后母線電壓增量則三相所需總?cè)萘浚菏剑?.14）式中：線電壓增量：線電壓故在用此指標(biāo)來計算補(bǔ)償容量時只需知道了補(bǔ)償后的電壓和電壓增量就可計算補(bǔ)償容量。（4）無功補(bǔ)償方案無功補(bǔ)償，合理的分銷網(wǎng)絡(luò)，可以有效地維持系統(tǒng)的電壓水平，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸容量，降低發(fā)電成本。本節(jié)配電系統(tǒng)補(bǔ)償封裝技術(shù)是比較合理的補(bǔ)償方案，基于分銷網(wǎng)絡(luò)的實際情況，用戶應(yīng)使用[3]。1）變電站集中補(bǔ)償對于一個短的線，負(fù)載較為集中，高負(fù)荷率，工業(yè)負(fù)荷變電站一般集中到操作員站的補(bǔ)償。這可以通過在原位無功功率需求的平衡，根據(jù)主變壓器勵磁無功功率的要求確定，以減少輸電線路的無功功率的功率損耗引起的功率損耗和漏抗變電站的無功功率補(bǔ)償容量。這種方案，以彌補(bǔ)設(shè)備時，通常安裝在變電站l0kV總線，易于管理，維護(hù)方便等特點，但相對較小的分銷網(wǎng)絡(luò)，減少損失的作用。2）低濃度補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償側(cè)集中補(bǔ)償，采用電腦控制的低壓并聯(lián)電容器柜容量從幾十到數(shù)百數(shù)千法律380V配電變壓器，根據(jù)在用戶負(fù)載電容水平的波動相應(yīng)的輸入能力來跟蹤補(bǔ)償。這樣的賠償方案可以提高專用變壓器用戶的功率因數(shù)，無功就地平衡，有利于減少損失，并保證用戶的分銷網(wǎng)絡(luò)和配電變壓器的電能質(zhì)量。3）極點補(bǔ)償這種補(bǔ)償程序安裝在l0kV架空線路桿戶外并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，以提高配電網(wǎng)功率因數(shù)要達(dá)到的目的，減少損失和提高。因為有很多共同變壓器低壓補(bǔ)償?shù)呐潆娋W(wǎng)絡(luò)中，這引起了很多的反應(yīng)差距，這些變電站和發(fā)電廠，以填補(bǔ)，同時也造成了大量的無功沿著傳輸大量的能量的損失。為了提高效率，降低網(wǎng)損，使用這些程序是絕對必要的無功功率補(bǔ)償。因為這樣的賠償方案在室外極遠(yuǎn)離變電站，它是容易保護(hù)配置和控制維護(hù)成本高，大，安裝環(huán)境和空間工程問題的客觀條件是不容易的，所以極無功補(bǔ)償必須結(jié)合實際情況設(shè)計合理。這樣的補(bǔ)償方案一起共同需要l0kV饋線變壓器無功補(bǔ)償，投資少，恢復(fù)快，補(bǔ)償效率高，廣泛適用于低功率因數(shù)和負(fù)載較重的長配電線路。4）用戶終端的色散補(bǔ)償用戶終端的色散補(bǔ)償是把一些容量較大的隨機(jī)補(bǔ)償，順利地加載和經(jīng)常使用的電氣設(shè)備的無功負(fù)載。國內(nèi)低壓用戶的大幅增長直接到最終用戶的電力消耗，企業(yè)，工廠，礦山和細(xì)胞無功需求，無功功率補(bǔ)償，可以將隨機(jī)的，你可以降低網(wǎng)絡(luò)損耗，保持電網(wǎng)電壓等級。2.2傳統(tǒng)補(bǔ)償控制判據(jù)介紹（1）功率因數(shù)控制判據(jù)[20]據(jù)的大小的功率因數(shù)補(bǔ)償電網(wǎng)的無功功率控制的傳統(tǒng)方法之一，它是作為一個控制信號，控制并聯(lián)電容器的開關(guān)動作的功率因數(shù)。然而，功率因數(shù)與總功率之比的無功，不能反映特定電網(wǎng)的無功功率需求。當(dāng)負(fù)載很輕，功率因數(shù)可能是較低的，但此時反應(yīng)不足也不是很大，較小的無功功率變化會導(dǎo)致功率因數(shù)較大的變化，因此有問題動作頻繁，嚴(yán)重的甚至?xí)斐砷_關(guān)振蕩。當(dāng)負(fù)載重時，功率因數(shù)可能不會太低，但此時的反應(yīng)性不足，從而引??起的無功功率補(bǔ)償不能及時。功率因數(shù)，無功補(bǔ)償控制，因為其反應(yīng)過度補(bǔ)充和不及時的補(bǔ)償結(jié)果對電網(wǎng)無功功率電網(wǎng)的具體體現(xiàn)。（2）母線電壓控制標(biāo)準(zhǔn)確定其原理是通過檢測總線電壓對電網(wǎng)電壓的切換開關(guān)電容的電容器，要考慮使用這樣的標(biāo)準(zhǔn)，否則它會導(dǎo)致頻繁切換的現(xiàn)象[21-23]。電網(wǎng)的有功功率波動一般小于電網(wǎng)電壓，電壓波動主要是由于無功功率的波動而引起的。因此，一些嚴(yán)格的樞紐變電站的電壓要求，只有總線的電壓電平作為變電站無功自動調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)，不考慮無功功率平衡的原則。這種控制策略相對簡單，并考慮無功功率的消耗，這是很難做的就地?zé)o功平衡。（3）總線電壓和晝夜時間復(fù)合控制標(biāo)準(zhǔn)的原理是基于日負(fù)荷運行曲線的變電站，每天的負(fù)載被分為多個負(fù)載期間，根據(jù)不同的負(fù)載期間的電壓和無功功率的要求的權(quán)利，以運行該程序的編制，調(diào)整變壓器分接頭和并聯(lián)電容器切換控制。這種控制策略的優(yōu)點在于：各自的控制裝置控制的模擬測量的操作頻率，并且不需要專門的硬件和軟件開銷。它的缺點是：這樣的控制裝置只適合于在日常生活中負(fù)荷規(guī)律性隨季節(jié)和負(fù)荷的變化的量的相對穩(wěn)定的變電站，母線電壓和無功功率補(bǔ)償值的期間，必須進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)負(fù)載隨機(jī)變換由于季節(jié)性和天氣因素造成的，它可能會出現(xiàn)控制不當(dāng)，導(dǎo)致的負(fù)面影響。（4）總線電壓和功率因數(shù)復(fù)雜的控制標(biāo)準(zhǔn)其原理是將檢測到的初級側(cè)的變壓器的功率因數(shù)和母線電壓，決定綜合分析后確定調(diào)整的連接器變壓器和并聯(lián)電容器。這種控制策略歧視在兩個方面：首先，主母線電壓，功率因數(shù)，補(bǔ)充。也就是說，只要電壓是沒有資格考慮了功率因數(shù)，電壓故障時，總線，總線電壓和功率因數(shù)調(diào)整運動的性質(zhì)的基礎(chǔ)上全面判斷。另一種是為兩個并行的標(biāo)準(zhǔn)總線電壓和功率因數(shù)，，即使電壓是在適當(dāng)范圍之內(nèi)，如果功率因數(shù)，以滿足操作條件，并且變壓器抽頭和并聯(lián)電容器的發(fā)行操作。第一標(biāo)準(zhǔn)，考慮無功補(bǔ)償?shù)淖饔?，但某些工作條件下，反應(yīng)缺乏填補(bǔ)，超反應(yīng)，砍不下來，導(dǎo)致無效的無功功率補(bǔ)償，第二句的方法，功率因數(shù)和不能反映無功和甚至偶爾兩個平行的標(biāo)準(zhǔn)相沖突，從而導(dǎo)致頻繁移動的移動設(shè)備的現(xiàn)象。（5）母線電壓和無功功率控制標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合母線電壓和無功功率的操作分為9個區(qū)域，在不同的地區(qū)使用不同的控制策略，綜合利用調(diào)整負(fù)載絲錐和并聯(lián)電容器開關(guān)母線電壓和無功功率控制在允許的范圍內(nèi)各自的手段。然而，由于使用一個固定的邊界，不反映補(bǔ)償中的操作電壓的影響，存在的問題在某些情況下，頻繁的移動?？傊鞣N傳統(tǒng)的控制策略有各自的優(yōu)點和缺點，相對來說，無功功率控制，以確保電壓合格范圍內(nèi)，同時實現(xiàn)穩(wěn)定的反應(yīng)。因此，控制策略廣泛應(yīng)用于無功補(bǔ)償裝置，以實現(xiàn)更好的補(bǔ)償效果，但在關(guān)鍵地區(qū)的控制策略是容易造成設(shè)備的頻繁流動，開關(guān)振蕩。2.3幾種不同無功補(bǔ)償策略的分析（1）同步調(diào)制同步相位調(diào)制法是用來在初期的一種技術(shù)，它不僅可以固定的靜態(tài)無功補(bǔ)償，并能夠應(yīng)對變化的實時無功功率動態(tài)補(bǔ)償[24]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過監(jiān)控系統(tǒng)電壓控制勵磁無功的電壓降電壓監(jiān)測反饋裝置通過補(bǔ)充內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器調(diào)整通過改變兩端的電壓，以保持恒定的無功功率的大小，它的特點是動態(tài)調(diào)整被動的，作為早期的無功功率補(bǔ)償?shù)淖龇ǎ恍┱{(diào)峰電廠仍使用，但缺點是較大的損失和運行噪音，運行時的自我生成的大保養(yǎng)的過程較為繁瑣的動態(tài)無功補(bǔ)償響應(yīng)速度比較慢，復(fù)雜的電網(wǎng)不能滿足安全、快捷。（2）并聯(lián)電容器靜態(tài)無功補(bǔ)償電容器通過在一定程度上滿足的無功容量的短缺。無功補(bǔ)償電容器，其特征在于按并聯(lián)或串聯(lián)在目標(biāo)容量電容器的線，并在反應(yīng)器中安裝有一定的容量，以協(xié)助在變電站集中補(bǔ)償系統(tǒng)總線。通過改變參數(shù)的功率流，波阻抗，輸入阻抗電距離和系統(tǒng)總線來實現(xiàn)這樣的補(bǔ)償。它的特點是補(bǔ)償容量少維護(hù)，適用于高功率遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臒o功功率補(bǔ)償。它的缺點是沒有補(bǔ)償?shù)膶崟r，快速，動態(tài)的，特別是在春天和夏天的交界處，以減少補(bǔ)償電容費時需要手動增加，當(dāng)電網(wǎng)不適用于復(fù)雜或負(fù)載變化頻繁等補(bǔ)償策略。（3）靜止無功功率補(bǔ)償（SVC）靜止無功補(bǔ)償器（SVC）的基礎(chǔ)上采用晶閘管控制電抗器（TCR），晶閘管投切電容器（TSC），靜止無功補(bǔ)償?shù)男问浇M成，在這兩種設(shè)備的混合物（TCR+TSC）[25-26]。由快速開關(guān)晶閘管調(diào)節(jié)來完成的透射和吸收的無功功率通過補(bǔ)償區(qū)域的范圍內(nèi)的安裝點電壓監(jiān)測反饋電壓保持在一定的水平，無功功率，以提高起到很大的作用。SVC的方法，其特征在于：半導(dǎo)體補(bǔ)償時，可以連續(xù)地實時調(diào)整根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)的無功功率交換。它具有的優(yōu)點是響應(yīng)速度快，實時調(diào)節(jié)的無功功率，電壓維持優(yōu)選的網(wǎng)格非常大的負(fù)荷變化。它的缺點是晶閘管換組件關(guān)機(jī)不可控的，因此很容易產(chǎn)生較大的諧波電流補(bǔ)償所造成的在網(wǎng)格中的短期波動，從而影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，電能質(zhì)量的要求微電子組裝生產(chǎn)線高負(fù)荷區(qū)，如，領(lǐng)域高新技術(shù)研究不合適。（4）新型靜止無功補(bǔ)償器（STATCOM）STATCOM（靜止同步Compentator靜止無功補(bǔ)償器）是一種新型的無功補(bǔ)償裝置。這是一個事實（柔性交流輸電系統(tǒng)）設(shè)備。STATCOM的應(yīng)用大大提高了電力系統(tǒng)的可靠性，安全性和穩(wěn)定性。它的性能優(yōu)于SVC。STATCOM注入和補(bǔ)償電流的大小相等方向相反的電流的工作可以同時實現(xiàn)無功功率補(bǔ)償，諧波消除和非對稱三相對稱改善電能質(zhì)量的有效手段。靜止無功補(bǔ)償STATCOM的特性STATCOM和SVC較小，具有良好的無功功率調(diào)節(jié)特性和調(diào)節(jié)范圍寬，性能更加優(yōu)越的SVC。在實時，動態(tài)性，及時性和調(diào)整的速度和范圍是理想的調(diào)控，許多外國城市無功功率補(bǔ)償使用。但缺點是，投入和維護(hù)成本是不容易的，更難以在中國市場的推廣[27-29]。（5）無功補(bǔ)償VQC戰(zhàn)略VQC是一種新型的無功功率控制策略的無功功率補(bǔ)償相結(jié)合的優(yōu)勢，通過綜合自動化控制，監(jiān)測方法調(diào)整電容器的投切，改變變壓器抽頭檔，根據(jù)不同地區(qū)的特點通過優(yōu)化策略，實時調(diào)整反應(yīng)性改變，以保持電壓水平在很大程度上減少的人力和物力資源，以最大程度地實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置連接到SCADA系統(tǒng)，實現(xiàn)四遙也將被調(diào)度的自動化的趨勢[30-31]。表2.1各種無功補(bǔ)償?shù)木C合特性比較性能方式調(diào)相機(jī)電容器SVCSTATCOMVQC調(diào)節(jié)范圍超前/滯后超前超前/滯后超前/滯后超前/滯后控制方式連線不連線連線連線連線調(diào)節(jié)靈活性好差好很好很好產(chǎn)生高次諧波少無中少無電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)正負(fù)正/負(fù)正/負(fù)正/負(fù)控制難以程度簡單無復(fù)雜復(fù)雜簡單通過整體性能的比較，我們可以看到，VQC無功控制策略的超過頂部優(yōu)越，所以我們選擇VQC電網(wǎng)無功補(bǔ)償最佳解決方案。2.4智能控制技術(shù)在變電站VQC中的應(yīng)用近幾十年來智能控制學(xué)科（包括專家系統(tǒng)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊控制，學(xué)習(xí)控制如遺傳算法等）的快速發(fā)展，各方面的電力工人已經(jīng)開始嘗試以智能控制技術(shù)的應(yīng)用研究變電站電壓無功控制。2.4.1基于專家系統(tǒng)的變電站VQC專家系統(tǒng)（ES）是人工智能應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模最大的分支機(jī)構(gòu)之一，它收集了許多規(guī)則，規(guī)則的IF-THEN結(jié)構(gòu)，明確表達(dá)的知識和成果。一般專家系統(tǒng)由三部分組成：控制機(jī)制，推理機(jī)制和知識基礎(chǔ)，和控制機(jī)制決定的策略控制過程，邏輯推理知識和匹配機(jī)制之間的知識基礎(chǔ)，知識基礎(chǔ)包括事實，決定，規(guī)則，經(jīng)驗和數(shù)學(xué)模型。知識庫的規(guī)則和數(shù)據(jù)庫，股票放電在該領(lǐng)域的專家的知識和經(jīng)驗規(guī)則提取，數(shù)據(jù)庫來存儲中間結(jié)果的原始數(shù)據(jù)和運行的程序。程序運行中的規(guī)則庫的內(nèi)容是不變的，按改變的數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容與推理。由于電壓和無功功率控制領(lǐng)域，長期積累的經(jīng)驗和知識的工作人員在實際操作中是非常重要的，這是專家系統(tǒng)的應(yīng)用在變電站電壓無功控制裝置。例如，在文獻(xiàn)[32]中的三個主變壓器，主接線雙母線帶旁路變電站模型，提取從180多個知識生產(chǎn)的規(guī)則和運作模式的識別，運行狀態(tài)識別和控制措施分的知識基礎(chǔ)，知識基礎(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)計也易于管理，增加知識，刪除，修改，和顯示操作。推理引擎使用前瞻性層次的推理策略，每個規(guī)則的一場比賽之一的事實和知識基礎(chǔ)的前提下，一旦匹配成功的規(guī)則的結(jié)論一點，判別結(jié)論是否有新的數(shù)據(jù)庫中的事實，如果這樣就會添加到數(shù)據(jù)庫的新的事實，并寫下規(guī)則，作為后續(xù)規(guī)則推理的條件之一。電壓和無功功率控制專家系統(tǒng)，采用C語言設(shè)計，并建立了一套完整的軟件。使用專家系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)的健康，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化只需要修改部分的知識的基礎(chǔ)上就可以完成。專家系統(tǒng)也有明顯的缺點，如緩慢推理，知識的獲取難度。一個專家系統(tǒng)控制已經(jīng)無法滿足實時性能，靈活性，自適應(yīng)混合控制專家系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外專家的關(guān)注，如模糊專家系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，專家系統(tǒng)，等。文獻(xiàn)[33]，這將是模糊專家系統(tǒng)的控制方法適用于500KV變電站無功功率控制，利用模糊推理算法來解決問題的模糊邊界的限制電壓，使用專家系統(tǒng)方法挖掘，電容，最合適的反應(yīng)器中的變電站中的各種操作模式，不僅提高了控制系統(tǒng)的性能，并減少控制裝置的動作來實現(xiàn)的反應(yīng)性的移動設(shè)備的開關(guān)周期。2.4.2基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站VQC人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）控制的智能活動的中樞神經(jīng)系統(tǒng)是模擬人類大腦的控制，自??適應(yīng)能力和學(xué)習(xí)能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種依賴模型的自適應(yīng)函數(shù)的估計，當(dāng)給定的輸入的樣品是不是原來的訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以被給予適當(dāng)?shù)妮敵觯⒕哂蟹夯δ?。神?jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的非線性映射能力，并行計算，自學(xué)能力和較強(qiáng)的魯棒性和容錯性好等，它廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是最廣泛使用的電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測??中的主題。信息的變電站VQC裝置控制政策，缺乏負(fù)荷波動（傳統(tǒng)VQC裝置通常延遲15分鐘行動時間逃脫負(fù)荷波動的干擾，減少和控制設(shè)備），文獻(xiàn)[34]引入的變電站負(fù)荷預(yù)測電壓無功功率控制，其基本原理是考慮到1.3倍的情況下，變壓器過載可持續(xù)工作2小時，負(fù)荷波動的持續(xù)時間通常為20分鐘至30分鐘，所以你可以為了充分利用變壓器超載當(dāng)電壓VQC減少不必要的動作：變電站自動化系統(tǒng)SCADA接口的實時運行數(shù)據(jù)，短期和超短期負(fù)荷預(yù)測，在接下來的24小時內(nèi)或下一個10分鐘的負(fù)荷預(yù)測曲線（如反應(yīng)時間負(fù)載曲線）;反應(yīng)性的限制，限制可能是持續(xù)時間的預(yù)測曲線，越限的時間和VQC組作比較，如比預(yù)測的延遲設(shè)置的延遲設(shè)置，控制設(shè)備不操作，例如大于或等于的延遲設(shè)置，控制裝置立即，無延遲的必要性。使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，線性回歸，指數(shù)平滑結(jié)合的短期負(fù)荷預(yù)測方法，大量的歷史數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)加載負(fù)荷預(yù)測。傳統(tǒng)VQC作為一種補(bǔ)充，該方法可以減少設(shè)備的操作的數(shù)量。文獻(xiàn)[35]提出了一種有效的方法來實現(xiàn)動態(tài)無功變電站電壓和無功功率控制的集成優(yōu)化。該方法是基于徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)（RBF），負(fù)荷預(yù)測，敏感性分析分段同等待遇，考慮到各種約束和要求的實際系統(tǒng)，動態(tài)無功優(yōu)化模型和無功功率的優(yōu)化修正模型，以確定預(yù)測內(nèi)外變電站電壓和無功優(yōu)化控制決策。文獻(xiàn)[36]提出了一種基于預(yù)測和優(yōu)化決策的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無功電壓和無功綜合控制系統(tǒng)相結(jié)合。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無功功率負(fù)荷預(yù)測模塊系統(tǒng)的無功負(fù)荷預(yù)測，無功變化的預(yù)測;模糊模塊預(yù)測模塊的負(fù)荷預(yù)測結(jié)果和的à/e采樣模塊的輸出數(shù)據(jù)（電壓，無功功率，功率因數(shù)）被歸模糊處理，為了進(jìn)入決策的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：注意事項：蕭決策前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊3層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊模塊的輸出輸入，輸出控制決策。決策模塊基礎(chǔ)上的變化的原因，主變壓器低壓母線電壓（電壓變化引起的高壓側(cè)或快速變化引起的反應(yīng)），決定??指出：夜間自來水或投切電容器組，也可以時間無功負(fù)荷波動限制來判斷短期內(nèi)無需調(diào)整。文獻(xiàn)[37]在實際運行中的變電站電壓和無功功率控制器動作頻繁波動，會導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，最后不得不改變自動控制，手動控制，建議使用海明網(wǎng)絡(luò)（海明）經(jīng)營范圍變電站九區(qū)分區(qū)判斷調(diào)動了相應(yīng)的控制策略，根據(jù)分區(qū)的結(jié)果判斷通過計算機(jī)模擬獲得較滿意的效果。2.4.3基于模糊邏輯控制的變電站VQC模糊邏輯控制（FLC），或模糊控制（FC）是模仿人的控制經(jīng)驗，在可控制的方式，而不是依靠控制對象模型，適用于不確定性的處理，不同的層面上，相互沖突的多目標(biāo)優(yōu)化problemexpertise的建立模糊集，隸屬函數(shù)和模糊推理規(guī)則，以實現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的控制。文獻(xiàn)[38]提出了一種用于集成控制電容器的投切負(fù)載絲錐調(diào)整模糊控制算法，但模糊規(guī)則的組織都比較簡單（這是模糊控制的原則是太簡單了誘導(dǎo)）。雙輸入雙輸出電壓和無功功率控制器的設(shè)計方法的一階結(jié)構(gòu)[39-40]，但受主觀因素的模糊規(guī)則提取。電壓偏差小，無功功率偏差較大，將動態(tài)控制性能較差，后來推出的紙張?zhí)幚砉δ?，可變?guī)則的模糊控制器（仍基于可變規(guī)則的模糊控制器在原設(shè)計雙輸入雙輸出的一階結(jié)構(gòu)模型）來解決這個問題[41]，增加了算法的復(fù)雜性。2.4.4基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站VQC智能控制技術(shù)，使用傳統(tǒng)的控制手段控制的對象一般都是控制范圍以外的一個顯著的復(fù)雜程度。有時單純依靠智能控制方法可能無法滿足控制要求，智能控制專家將興趣轉(zhuǎn)向混合（集成）智能控制技術(shù)的研究。由于電壓和無功功率控制，混合智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，其中是一個很好思想，例如，在文獻(xiàn)[42]的復(fù)雜模糊專家控制系統(tǒng)應(yīng)用于500KV變電站的無功功率控制模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（FNN）適用于10kV及變電站VQC的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變電站VQC作一簡介[43-44]。模糊控制能力模糊語言信息處理領(lǐng)域的知識和現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗和專家的知識，少一些規(guī)則來表達(dá)的知識，良好的技能，處理利用，但沒有自學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，模糊控制規(guī)則和隸屬函數(shù)的“瓶頸”問題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自我學(xué)習(xí)的能力和大規(guī)模并行處理，更好的認(rèn)知加工。模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都有自己的長處，也有一定程度的互補(bǔ)。到模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的目的是通過學(xué)習(xí)訪問和糾正模糊控制規(guī)則和隸屬函數(shù)的控制訓(xùn)練的經(jīng)驗學(xué)習(xí)機(jī)制引入模糊控制，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊推理，清晰的計算分布的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)[45-46]。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器不需要建立被控對象的數(shù)學(xué)模型，控制對象，具有較強(qiáng)的魯棒參數(shù)的變化不敏感的優(yōu)勢相結(jié)合的模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件拓?fù)湫畔⒒煜败浖肮δ艿乃悸?，是一個很好的控制器。2.4.5基于遺傳算法的變電站VQC遺傳算法（GA）是一個迭代自適應(yīng)概率搜索方法基于自然選擇和自然遺傳機(jī)制，模擬自然生物進(jìn)化的發(fā)展規(guī)律，在一個人工系統(tǒng)優(yōu)化，以達(dá)到特定的目標(biāo)的原則。遺傳算法被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的優(yōu)化解決方案，如無功功率的傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，優(yōu)化和電力市場競價機(jī)制。文獻(xiàn)[47和48]應(yīng)用遺傳算法的變電站電壓無功控制的基本思路是：首先，控制量的染色體編碼，二進(jìn)制編碼電容器組，主變壓器抽頭整數(shù)編碼，根據(jù)變電站的電壓和無功綜合控制的目的，也就是找到一組適當(dāng)?shù)某轭^檔位相無功功率補(bǔ)償，低壓側(cè)的母線電壓盡可能接近理想值，通過主變壓器無功盡可能小，以滿足的抽頭和電容器組和低壓側(cè)的母線電壓限制約束的最高工作頻率的約束，適應(yīng)度函數(shù)的定義的：每個染色體的適應(yīng)度在人口和初始種群，適應(yīng)度函數(shù)的基礎(chǔ)上排序標(biāo)準(zhǔn)的收斂繁殖父的下一代基于每個染色體，交叉，變異和遺傳操縱，下一代的人口的適應(yīng)度的大小，使每一代的基因，直到所需的終止條件。文獻(xiàn)[49]短期負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上，使用罷工一個變電站的無功功率和電壓的最優(yōu)控制策略的遺傳算法，文學(xué)研究的結(jié)果表明，在時效性和魯棒性的方法的全局最優(yōu)的解決方案搜索性行為優(yōu)于傳統(tǒng)的方法（17個區(qū)域的地圖的方法）。變電站VQC智能控制技術(shù)的應(yīng)用，也有其他的想法，例如，在文獻(xiàn)[50]提出了模糊動態(tài)規(guī)劃動態(tài)規(guī)劃相結(jié)合的模糊算法和操作研究文獻(xiàn)[51]提出了模糊算法，并結(jié)合決策樹控制方法（使用500千伏變電站），在變電站電壓和無功功率控制更好的控制效果。3基于變量計算的VQC策略首先介紹和分析傳統(tǒng)的補(bǔ)償控制判據(jù)，分析了無功綜合控制策略，說明其存在的問題和形成這些題的原因，提出了基于變量計算VQC策略的控制系統(tǒng)。3.1VQC策略原理電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)運行要保證兩個目標(biāo)：保證供電質(zhì)量和降低系統(tǒng)損耗。保證供電質(zhì)量是為用戶提供優(yōu)質(zhì)電能，電能質(zhì)量指標(biāo)包括：電壓幅值、諧波分量、頻率等[30]。其中電壓幅值是一個非常重要的指標(biāo)。實際中一般采用電壓合格率做具體考核指標(biāo)。系統(tǒng)的損耗是指在電能傳輸?shù)倪^程中，由電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生的能量損失。理想狀態(tài)下，導(dǎo)體不傳送無功，損耗最小。具備有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)的變壓器通過改變高壓側(cè)繞組的導(dǎo)體數(shù)量，可以調(diào)節(jié)中壓側(cè)、低壓側(cè)的電壓來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓的目的。電容器、電抗器等無功電源，則可以實現(xiàn)平衡無功的目的，減少電能傳輸帶來的損耗。而事實上，電壓與無功的調(diào)節(jié)是相互影響的，所以對其控制存在著如何實現(xiàn)最優(yōu)化的問題[52]。對電壓和無功的自動控制有兩種實現(xiàn)途徑：（1）通過調(diào)度中心集中控制：這種方式是根據(jù)全網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化計算進(jìn)而得出最優(yōu)解。它的優(yōu)點是可以得到全網(wǎng)最優(yōu)的調(diào)節(jié)方式，并且可以考慮安全性等約束。缺點是就目前電網(wǎng)的實際來看，由于結(jié)構(gòu)的合理性及各廠站自動化水平等的層次不齊，實現(xiàn)全系統(tǒng)的電壓無功控制在技術(shù)和分析手段上都難以滿足，使得該方法離實用化還有一定的距離；（2）通過就地調(diào)壓無功補(bǔ)償分散控制：這種方式以變電站為單位，進(jìn)行本地控制。它的優(yōu)點是原理簡單、實現(xiàn)可靠，已在實際當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。它的缺點是由于僅考慮本站的數(shù)據(jù)，只是局部最優(yōu)，不能實現(xiàn)全局范圍內(nèi)的優(yōu)化。由于電壓與無功的調(diào)整需要經(jīng)常進(jìn)行，如果采用人工調(diào)節(jié)的手段，一來靠人為判斷很難做到最合理的調(diào)節(jié)；二來會大大增加值班員的工作量，尤其是實行無人值班的變電站更不方便，所以利用電壓無功自動控制設(shè)備是實現(xiàn)電壓和無功就地控制的最佳方案。變電站綜合自動化系統(tǒng)電壓無功綜合調(diào)節(jié)主站（簡稱VQC）是在吸收國內(nèi)外同類產(chǎn)品特點的基礎(chǔ)上開發(fā)的新一代變電站層電壓無功自動控制軟件，適用于各種電壓等級的變電站，可同時控制1～3臺有載調(diào)壓變壓器的分接頭和1～48組無功補(bǔ)償電容器或電抗器（以下都簡稱為電容器）的投切，在保證電壓質(zhì)量的前提下盡量減小供電網(wǎng)絡(luò)的線路損耗[53]。3.1.1VQC綜合策略控制原理基本系統(tǒng)接線圖如圖3-1所示，Us為系統(tǒng)電壓；U1、U2為變電站主變高低壓側(cè)電壓，UL為負(fù)荷電壓，PL，QL分別為負(fù)荷有功和無功功率，KT為變壓器變比，Qc為補(bǔ)償無功功率，Rs，Xs，RL，XL分別為線路阻抗參數(shù)，RT，XT為變壓器阻抗參數(shù)。圖3.1變電站等值電路圖調(diào)節(jié)有載調(diào)壓器的變比由于為可控變量，當(dāng)負(fù)荷增大，降低KT以提高U2，從而以提高U2來補(bǔ)償線路上的電壓損耗，反正亦然。改變電容組的數(shù)目當(dāng)投入電容量Qc后，有：(3-1)比較以上兩式可見Qc的改變會影響系統(tǒng)中各點電壓值和無功的重新分配，當(dāng)負(fù)荷增大，通過降低從系統(tǒng)到進(jìn)站線路上的電壓降△US以亦可增大UT2，以抵消△UL的增大。投入Qc后網(wǎng)損為：(（3-2)可見網(wǎng)損隨，即主變低壓側(cè)無功功率的平方而變化，在輸送功率一定的情況下，Q2越小，網(wǎng)損越小。理論上，當(dāng)Q2=0時功率損耗最小，因此，對于簡單的輻射形網(wǎng)絡(luò)，提高功率因數(shù)是降低網(wǎng)損的有效措施。3.1.2VQC系統(tǒng)運作原理基本電壓無功綜合控制系統(tǒng)VQC設(shè)備連接原理如圖3.2所示圖3.2基本VQC設(shè)備連接原理變電站目前使用的的VQC集成控制是一系列基于微電腦控制技術(shù)，電壓和無功綜合控制裝置，能有效地調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓和無功功率平衡，以減少一天到一天的人員來操作，它有一個某些實時，速度和準(zhǔn)確性。對于VQC的實現(xiàn)是基于傳統(tǒng)的九區(qū)圖或提高控制九區(qū)地圖。VQC格局的反應(yīng)戰(zhàn)略，通過控制九區(qū)如圖3.3所示。圖3.3VQC基本無功九區(qū)控制策略圖實現(xiàn)VQC的計算流程如圖3.4所示，而表3.1中給出了無功的控制方案。圖3.4VQC計算流程表3.1無功控制方案方式描述運行點電壓情況無功情況動作策略情況說明0合格合格不動作—1越上限—切電容—2合格（接近上限）越上限不動作—3合格（遠(yuǎn)離上限）越上限投電容電容投切頻繁4越下限—投電容—5合格（接近下限）越下限不動作—6合格（遠(yuǎn)離下限）越下限切電容—母線電壓和無功功率控制電壓的使用，兩個標(biāo)準(zhǔn)無功變電站主變壓器高壓側(cè)無功和目標(biāo)端電壓綜合整治，確保電壓是在可接受的范圍內(nèi)，而實現(xiàn)基本無功平衡的。綜合控制電壓和無功功率上限設(shè)置模式，電壓，無功的上限和下限，城市電網(wǎng)的功率要求也比較高，調(diào)整規(guī)模也比較復(fù)雜，九區(qū)基本完善和擴(kuò)大為17個，19個分區(qū)戰(zhàn)略地圖，如圖3.5所示。圖3.5域區(qū)典型VQC控制策略圖VQC調(diào)節(jié)要求，應(yīng)控制在指定的電壓的上限和下限之間的總線電壓控制，確保電壓通過，同時最大限度地降低的反應(yīng)性的規(guī)定的上限和下限之間的無功功率控制如果電壓和無功功率不能達(dá)到要求，確保電壓合格。集成控制策略如表3.2所示。

表3.2VQC擴(kuò)展策略表VQC調(diào)節(jié)策略表區(qū)號策略一策略二策略三1、2切電容器降主要分接頭報警提示3、4、5降主要分接頭切電容器報警提示6切電容器報警提示7降主要分接頭報警提示8切電容器升主要分接頭報警提示9無需調(diào)節(jié)10投電容器報警提示11升主要分接頭報警提示12投電容器報警提示13、14、15升主要分接頭切電容器報警提示16、17投電容器升主要分接頭報警提示3.2基于變量計算的VQC策略基于變量計算VQC策略的原則是基本的流動方程VQC控制電容器組和自來水?dāng)偽凰钄?shù)量。如圖3.5所示，集變電站總?cè)萘縈-電容。以恒定功率變電站負(fù)荷模型。VQC的基本控制目標(biāo)：指定主變壓器的低壓側(cè)的母線電壓的上限和下限之間的電壓的高壓側(cè)功率因數(shù)盡可能接近1。圖3.5系統(tǒng)等值電路設(shè)變比k不變，為維持主變低壓母線電壓在規(guī)定的，由式（3.4）可得式（3.5）（3.4）（3.5）電容器應(yīng)投入組數(shù)為：（3.6）式中：為1組電容器電納。由于電容器組數(shù)n為非負(fù)整數(shù)，因此需要對式（3.6）計算值進(jìn)行取整處理，分以下3種情況討論：若，則取，此時。若，則n按小方向取整處理，此時。若，則取，。按上述方法求取的電容器組數(shù)僅是從保證主變低壓側(cè)母線電壓合格的角度出發(fā)的，并不能保證主變高壓側(cè)功率因數(shù)滿足規(guī)定的要求。一般要求主變高壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)滿足0.9~1，考慮到調(diào)檔對高壓側(cè)功率因數(shù)的影響甚微，因此可在計算變化前增加一個無功判據(jù)：（3.7）（3.8）式中：sign表示取正負(fù)符號運算。而和的計算式為：（3.9）按四舍五入法求取電容器組數(shù)n是根據(jù)式（3.6）計算，應(yīng)根據(jù)核查所示的標(biāo)準(zhǔn)（3.7）。滿足式（3.7），正維持成本：小于0.9，則n應(yīng)增加，如果是小于0，則n應(yīng)減少。???增加或減少，每按一次，直到你滿足的變化可能會增加或減少至2.17或電容器組。確定電容器組數(shù)n后，再考慮分接頭的調(diào)節(jié)。將式（3.4）整理成關(guān)于變比k的方程（取，）：（3.10）式中，由式3.9可得計算變比的求取公式如下：（3.11）按式（3.11）得到的計算變比應(yīng)按接近的實際變比進(jìn)行選取。主變低壓側(cè)母線電壓一般都有一個允許變化范圍，即當(dāng)電壓處于（U下限）和（U上限）之間都被認(rèn)為是合格的。在假設(shè)已有變比k不變的情況下，可按式（3.4）、式（3.5）由和分別計算求取對應(yīng)的和，再將、和、分別代入式（3.11）計算求取對應(yīng)的實際變比和。根據(jù)變壓器變比定義，可按式3.12將計算變比轉(zhuǎn)化為計算檔位：（3.12）式中：為主分接頭電壓；為變壓器低壓繞組額定電壓；為變壓器分接頭相鄰兩檔的檔距。為保證電壓在允許變化范圍內(nèi)，按照變比k越大（越?。蛪耗妇€電壓越低（越高）的基本規(guī)律，選取和的原則是：求：時，選取的應(yīng)略小于。求：時，選取的應(yīng)略大于。顯然上述計算電容器組數(shù)和變比的公式較為繁瑣，對于110kv電網(wǎng)，在不計電壓降落橫分量和全網(wǎng)電阻的情況下，可按式（3.13）推導(dǎo)出和的近似計算公式如式（3.14）和式（3.15）（3.13）（3.14）（3.15）4基于區(qū)域圖法的VQC策略4.1九區(qū)圖電壓無功控制策略集成控制系統(tǒng)電壓和無功功率雙參數(shù)控制系統(tǒng)的復(fù)雜類型，合理的控制策略是VQC實際投入使用的基本要求之一。由于的變電站機(jī)房動力系統(tǒng)可以被看作是一個組成部分，電壓水平和無功潮流和系統(tǒng)交互，VQC控制策略，除了必須滿足的要求，調(diào)節(jié)電壓的變電站和平衡反應(yīng)，還能最大限度地減少變壓器有載分接開關(guān)連接器和電容器組的動作時間，和需要服從系統(tǒng)的需求正在運行。對于VQC控制目標(biāo)的基于速率的控制策略，早期的VQC裝置，控制裝置，根據(jù)電壓、無功、時間、加載速率和交換信息，有載分接開關(guān)水龍頭齒輪和電容銀行切開關(guān)狀態(tài)及其他多因素綜合判斷，根據(jù)實時數(shù)據(jù)來確定當(dāng)前的操作區(qū)中，根據(jù)控制策略，閉環(huán)地面控制站并聯(lián)電容器組切換和載分接抽頭調(diào)整到最佳的控制順序和數(shù)最少的操作運行進(jìn)入正常的工作區(qū)中，盡可能接近的電壓通的無功功率或功率因數(shù)提高到接近1越好。圖4.1是一個九區(qū)示意圖。圖4.1九區(qū)圖4.1.1九區(qū)圖基本原理九區(qū)域控制戰(zhàn)略家按照固定電壓和無功功率，功率因數(shù)下限電壓-無功平面分為九個區(qū)域。圖中所示在圖4.1中，U的采取的主要的的變壓器的總線電壓的的低電壓側(cè)時，Q采取的，也可取主變高壓母線功率因數(shù)代替，無功功率，構(gòu)成了一個電壓-反應(yīng)性的功率控制模式，主變壓器高-電壓的的總線功率因數(shù)，而不是是否構(gòu)成電壓-功率因數(shù)控制模式。更多的無功功率提前下線或功率因數(shù)越的天花板過剩無功功率變電站無功電能向電網(wǎng)倒送無功功率的上限或下限，功率因數(shù)滯后反應(yīng)。為了防止電容器的開關(guān)振蕩的上下限之間的差別的最大變化量至少應(yīng)為開關(guān)電容器的反應(yīng)性，反應(yīng)性的。一般不大于0或最大的功率因數(shù)為不小于1的無功功率的限制。九區(qū)圖中電壓、無功功率以及功率因數(shù)上下限可分別用、、、、、表示。注意：電壓-功率因數(shù)控制模式下，超前的功率因數(shù)一律按加2處理。根據(jù)VQC控制要求，應(yīng)該是主要的變壓器低壓側(cè)，同時最大限度地降低上下之間的無功功率或功率因數(shù)控制的總線之間的電壓控制的上限和下限的規(guī)定的電壓，以確保電壓合格；下限的無功功率的規(guī)定，如果不是在同一時間滿足要求電壓和無功功率，優(yōu)先保證電壓合格。圖九區(qū)特定區(qū)域控制策略如下[54]。1區(qū)：電壓越上限，無功功率合格，先升檔降壓至電壓合格；抽頭的齒輪已經(jīng)提出的最高端，而電壓仍高于上限值時，被迫切除部分并聯(lián)電容器組。2區(qū)：電壓越上限，無功功率越上限，先升檔降壓至電壓合格；而電壓仍高于上限，則強(qiáng)切電容器。3區(qū)：電壓正常時，無功功率的上限，輸入并聯(lián)電容器組，，可以投仍然沒有電容器組。4區(qū)：電壓的下限值，上限的無功功率，無功功率合格投入并聯(lián)電容器組；不存在的電容可以鑄造或電容器組的電壓后仍低于下限，再降文件提高電壓合格。5區(qū)：下限電壓和無功功率的合格的調(diào)檔升壓電壓合格，自來水的攤位已轉(zhuǎn)移到最低端電壓仍低于下限，強(qiáng)行投入并聯(lián)電容器組。6區(qū)：電壓的下限，下限的無功功率，提高電壓合格；自來水?dāng)偽灰艳D(zhuǎn)移至最低端，而電壓仍低于下限，強(qiáng)大的演員陣容電容調(diào)檔。7區(qū)：電壓合格，可切割的無功功率的下限，并聯(lián)電容器組的去除，沒有電容器組維護(hù)。8區(qū)：的電壓的上限，下限的無功功率，并聯(lián)電容器組的第一除去；電容器的情況下，可以切斷或切斷后電容器組電壓仍高于上限，另一個文件降壓至電壓合格。9區(qū)：電壓，無功合格，不操作的的VQC控制目標(biāo)，面積。九區(qū)電壓，無功上和一般較低負(fù)載期間固定值，按逆調(diào)壓器的原則自動調(diào)整電壓的限制。如何變電站更大的，更高的電壓下限值，也就是，適當(dāng)增加在峰值負(fù)載的工作電壓，將電壓限制增加；同樣，在低負(fù)荷狀態(tài)時，適當(dāng)降低工作電壓，降低電壓限制。圖4.2顯示了九區(qū)圖控制策略原理。圖4.2九區(qū)圖各區(qū)域控制策略九區(qū)圖控制策略不區(qū)分負(fù)荷電壓靜態(tài)特性，普遍恒功率負(fù)載和恒阻抗負(fù)荷不區(qū)分區(qū)域控制策略?；诰艆^(qū)圖戰(zhàn)略VQC在一定程度上，提高主變壓器低壓側(cè)的公交車，無功就地平衡的電壓合格率，提高功率因數(shù)，減少變電站電網(wǎng)的功率損耗，在一定程度上，變電站能夠滿足業(yè)務(wù)的需求。4.1.2九區(qū)圖不合理動作分析電壓和無功功率的上限和下限是固定值，沒有充分考慮電壓和無功功率的控制策略的某些區(qū)域之間的協(xié)調(diào)是不是電壓和無功功率的同時，滿足要求，只有經(jīng)營點進(jìn)相鄰的區(qū)域，而不是直接插入9區(qū)，從而增加了操作的受控設(shè)備的數(shù)量。如圖4.3（a）所示，，變電站負(fù)載恒定阻抗模型。使用6個掛低檔升壓策略，在同一時間，在一定程度上填充的無功功率的惡化，提高電壓，工作點到7個區(qū)，而不是直接進(jìn)入9個區(qū)。無功功率運行點位于開發(fā)區(qū)5負(fù)的囚室時，降檔可能會導(dǎo)致無功功率的下限，工作點到7或6。另一個例子是學(xué)區(qū)采用的輔助戰(zhàn)略降檔提升，同時使感性無功功率值增加，所以增加電壓運行點到3區(qū)。(a)恒定阻抗負(fù)荷模型(b)恒定功率負(fù)荷模型（c）振蕩動作示意圖4.3九區(qū)圖不合理動作示意如圖4.3（b）所示，，變電站負(fù)載無功功率調(diào)節(jié)器1檔抽頭產(chǎn)生的恒定功率模型的變化量的最低。區(qū)2和6減速換檔策略，以改善在同一時間上的電壓將提供無功功率，在一定程度上降低，工作點只能輸入3和7。另一個例子是當(dāng)工作點位于一個面積S1小區(qū)升擋降壓，使無功功率封頂，經(jīng)營點到3區(qū)或2區(qū)，如當(dāng)工作點位于五區(qū)S2小區(qū)，向下移位無功功率提高引起的工作點的下限為7或6。比較圖4.3（a），（b），我們可以看到ZIP負(fù)荷模型，使用6調(diào)檔升壓始終運行進(jìn)入該地區(qū)的戰(zhàn)略。下移無功功率在這些領(lǐng)域的調(diào)檔戰(zhàn)略符合VQC控制目標(biāo)的影響最小，但是卻增加了自來水和電容器組行動。在沒有其他更合適的策略的情況下，這些區(qū)域只能采用降檔的措施。九區(qū)的控制結(jié)果的某些領(lǐng)域可能會產(chǎn)生振蕩動作的現(xiàn)象。所以所謂的的“振蕩動作”是指到一個換低速檔的和電容器的的的的開關(guān)，公司運作點，可以無法會對直接進(jìn)入的目標(biāo)區(qū)域的，但到的控制所在區(qū)域周邊地區(qū)的，在控制策略中中的作用在周邊地區(qū)的中中中，，并且還允許公司運作點背前區(qū)域控制的現(xiàn)象。振蕩動作的現(xiàn)象，將增加抽頭的數(shù)量和電容器組的動作，對設(shè)備的使用壽命有負(fù)面影響，系統(tǒng)所受沖擊的次數(shù)增加，因此，應(yīng)避免在控制策略中。如圖4.3（c）所示，，為開關(guān)的電容器電壓引起的最小變化量的變電站的負(fù)載的恒定阻抗模型。圖4.3（c）所示，當(dāng)系統(tǒng)運行在第3區(qū)的小區(qū)中點，按照與第3區(qū)的VQC策略，將被投入無功補(bǔ)償電容器組，從而導(dǎo)致電壓升高，減小無功功率，功率因數(shù)增大，電容運轉(zhuǎn)點可能進(jìn)入1區(qū)或2區(qū)，而不是9區(qū)，此后VQC政策行動1區(qū)或2區(qū)，這兩種情況之間。（1）投電容后運行點進(jìn)入1區(qū)輕觸募集足夠的攤位VQC進(jìn)行升檔動作，降低電壓，恒功率因數(shù)，無功功率降低的價值和性質(zhì)相同，不會是無功功率的下限，不管什么樣的控制方式時，工作點可以去9個區(qū)。如果自來水已經(jīng)被轉(zhuǎn)移到最高檔，或點選每天的最大數(shù)量的調(diào)整閉鎖，VQC執(zhí)行強(qiáng)大的電容開關(guān)動作，工作點返回到原來的點;VQC按戰(zhàn)略投資的電容，所以產(chǎn)生的電容開關(guān)振蕩。（2）投電容器進(jìn)入工作點到2區(qū)若分接頭有足夠的檔位可上調(diào)，VQC進(jìn)行升檔動作，降低電壓，恒功率因數(shù)，無功功率降低的價值和性質(zhì)相同。電壓-無功功率控制模式，降檔的無功功率是非常小的，所以工作點可能不會進(jìn)入第9區(qū)，但也到小區(qū)，導(dǎo)致振蕩動作的現(xiàn)象。，由于換低速檔的功率因數(shù)沒有影響的電壓-功率因數(shù)控制模式，工作點的小區(qū)，從而導(dǎo)致振蕩動作的現(xiàn)象。如果自來水已經(jīng)提出了最高端或者被阻塞，VQC執(zhí)行強(qiáng)電容器開關(guān)動作，從而導(dǎo)致電容器的投切振蕩。B點和點狀，變電站負(fù)荷時，恒功率模型，但也進(jìn)行了類似的分析。應(yīng)該指出的九區(qū)戰(zhàn)略，使無限數(shù)量的設(shè)備的行為，變電站調(diào)整數(shù)日挖掘，挖掘天數(shù)調(diào)整或檢修的數(shù)量調(diào)整嚴(yán)格的限制，據(jù)此，將被阻止可能會產(chǎn)生振蕩動作的現(xiàn)象。此外，如果無功功率差設(shè)置得太小，上下限也能引起電容器的存儲區(qū)切換的振蕩。4.1.3九區(qū)圖控制策略其他缺陷由于九區(qū)分區(qū)控制戰(zhàn)略家理想情況下，電壓和無功功率控制，除了實際控制人將有振蕩操作現(xiàn)象，還存在一些其他的問題[55]：（1）九區(qū)電壓，無功上限和下限的限制隨季節(jié)而變化，峰到谷的期間，是不容易的調(diào)整;影響換低速檔和開關(guān)電容電壓變電站，無功，當(dāng)目標(biāo)區(qū)域不同的設(shè)備控制功能，它是很難區(qū)分什么樣的好，九區(qū)圖的野外作業(yè)人員更難以把握。（2）九區(qū)域控制策略是基于實時的電壓和無功功率，電壓限制，無極限的情況下，基本控制策略調(diào)整負(fù)載絲錐。事實上，變電站每天有功和無功負(fù)載變化有一定的規(guī)律性，從谷到峰值的趨勢，它是所述第一電壓的下限值時，無功負(fù)荷曲線，然后通過反應(yīng)性的情況下的上限。九區(qū)分為9個區(qū)，分為3個區(qū)域的另一前五區(qū)調(diào)整自來水控制，電容分為9個地區(qū)再投資。VQC能夠確定電壓限制瞬息萬變由于不超出限制，直接推動開關(guān)電容無功電壓和無功功率，從而減少了自來水的調(diào)整和提高電壓合格率。（3）由于實時系統(tǒng)電壓，有功和無功負(fù)載的變化，九區(qū)圖的控制電壓的波動的適應(yīng)性較差的隨機(jī)性。（4）用于在多用戶的原則逆穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器的負(fù)載要求的總線主變壓器的低壓側(cè)，九區(qū)圖中是很難實現(xiàn)的。（5）九區(qū)調(diào)檔控制某些領(lǐng)域的策略，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定。綜上所述，當(dāng)設(shè)備采用了傳統(tǒng)的九區(qū)電壓，無功功率控制策略，關(guān)鍵區(qū)域是在系統(tǒng)運行時，可能導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩，流動頻繁的設(shè)備，它會造成傷害，并縮短其使用壽命的電氣設(shè)備。4.2改進(jìn)的區(qū)域