東北電力技術分析基于PCC的無功補償控制裝置 推薦本站最有影響力的電力雜志：《東北電力技術》Northeast Electric Power Technology(月刊)1980年創刊，辦刊宗旨是促進東北電網的技術進步，提高電網的管理水平和經濟效益。在內容上堅持理論結合實際，主張先進性和實用性并重，注意層次性，適當考慮知識性。

　　摘要：本文針對變電站無功補償控制和有載調壓控制的現狀，提出了電壓調節、無功補償分別控制相互配合的設計思想，以可編程計算機控制器(PCC)和電量變送器、輸入輸出控制模塊等組件為基礎，應用先進的控制技術和數據處理技術，采用面向對象的設計思想，以無功功率缺額為主控參量、以電容器投切前后電壓變化趨勢為參考、協調母線電壓的控制方式，成功開發了具有高可靠性的無功補償控制裝置，為無功補償控制裝置的開發提出了一種新的開發思路。

　　關鍵詞：東北電力技術,無功補償,控制,PCC

　　1　前言

　　考慮到目前補償控制裝置和補償方式的特殊性及高可靠性的要求，在目前現有的產品存在缺陷的情況下，本文提出一種采用新的控制方式的裝置。

　　2　一種新的無功補償控制裝置

　　2.1　設計思想

　　針對目前對無功控制裝置的要求，在對變電站運行方式進行了充分調研的基礎上，提出變電站無功補償和電壓調節應分別考慮的思想，電壓調整依靠有載調壓變壓器的電壓控制調節器來完成，控制參數主要考慮低壓母線電壓和變壓器分接頭的位置。無功控制裝置完成電容器投切控制，主要控制參數是系統的無功缺額，電壓參數只作為限制量，在無功控制裝置中，考慮電壓調節器故障或變壓器分接頭到達極限檔位時，并預測電容器投切后的電壓變化量限制電容器的投切控制。同時在無功控制裝置中充分考慮現場要求，增加紀錄、通訊、顯示等功能。

　　本裝置采用對110kV變電站中的電壓、無功分開調節、協調運行的控制方式，不但可以使控制設備故障的危險分散，使控制過程簡化，而且便于實現優化的智能控制算法，能夠滿足現行系統對無功補償控制裝置的要求，并且可大大提高控制設備的可靠性。

　　2.2　硬件

　　該裝置核心硬件采用B&R公司2000系列可編程計算機控制器[2](Programmble Computer Controller簡稱PCC)實現，B&RPCC是PLC的新一代替代產品，不僅具有PLC的可靠性，同時具有計算機的數據運算能力，該產品采用靈巧的模塊化結構，系統組態簡單方便，并具有先進的現場總線通訊系統，通過CAN，ProfiBus，RIO，ETHERNET等可組成各種網絡，并帶有各種標準接口，是一種完美的自動控制設備，完全可以滿足和實現無功補償自動控制裝置的要求。

　　實時參數分別采集變壓器高壓側電壓、電流、無功功率和低壓側電壓，由電量變送器實現對各種工頻電量進行變換，再通過高速A/D采集單元進行數字轉換后輸入中央控制單元，中央控制單元綜合現場各種運行狀態，進行運算、快速分析和智能決策，最后通　　過繼電器隔離放大后進行控制。見圖1。

　　考慮到補償裝置運行的靈活性，在控制裝置中，設置就地手動控制和自動控制閉鎖的軟壓板切換功能，并具有狀態數據顯示功能和數據通訊功能，裝置的整定具有良好的人機界面，要求操作簡單、使用方便。為了便于查看電容器的投切情況，還要求可存儲30天以上的動作紀錄。

　　2.3　軟件

　　B&R公司2000系列可編程計算機控制器安裝有實時多任務操作系統，采用PL2000高級語言進行模塊化編程，由于PCC具有計算機的分析運算能力，可實現各種優化控制功能，為實現各種智能化控制算法提供了良好的開發基礎。

　　電容器的投切控制以系統無功功率缺額為主、預測電容器投切后電壓變化趨勢、協調母線電壓的控制方式，確定電容器組的投切。在電容器投切前，應先判定變電站的運行方式，合理地投切電容器。

　　為了保證補償裝置運行的可靠性，在控制裝置中，設置投切時段控制、閉鎖控制、故障報警等功能。

　　3　實現功能

　　3.1　監測顯示功能

　　實時監測顯示電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數等參數，以及裝置實時運行、動作狀態。

　　3.2　控制功能

　　按照系統無功功率需求與投切后電壓預測相結合的整定原則，根據監測的主接線運行方式，自動控制分別安裝在兩段母線上的電容器組投切。動作延時、動作時間間隔可任意設置。

　　3.3　定值整定

　　可通過控制面板或遠方通訊方式在線修改整定值，在修改過程中不影響裝置運行。

　　3.4　閉鎖功能

　　具有無壓無流閉鎖、過電壓閉鎖、運行方式判斷、投切時間分段控制等故障診斷與閉鎖功能;當保護或其他方式投切電容器時，具有自動閉鎖和自動解除閉鎖功能。

　　3.5　運行方式自適應功能

　　當變電站主接線運行方式發生變化時，自動適應運行方式投切電容器組。

　　3.6　手動閉鎖功能

　　當手動操作電容器切除時，具有自動閉鎖功能。

　　3.7　通訊功能

　　具有多種數據通訊方式，與多種網絡進行通訊，可作為變電站綜合控制系統的現地單元。

　　3.8　時間控制功能

　　可設置四個動作時間段，裝置只能在給定時段內投入電容器組，切除不受此控制。

　　4　運行情況

　　采用PCC的WPK-1型無功補償控制裝置，于2000年6月安裝試運行。在試運行期間，該裝置經歷了更換保護、主變切換、母線失壓等多種運行方式變換，能夠自動適應變電站運行方式的變化和無功的變化，自動準確的投切補償電容器，提高了電容器的運行時間及利用率，性能穩定可靠，功能達到了變電站無功補償自動投切的控制要求。