東北電力技術(shù)分析基于PCC的無功補(bǔ)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(shù)》Northeast Electric Power Technology(月刊)1980年創(chuàng)刊，辦刊宗旨是促進(jìn)東北電網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步，提高電網(wǎng)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。在內(nèi)容上堅持理論結(jié)合實際，主張先進(jìn)性和實用性并重，注意層次性，適當(dāng)考慮知識性。

　　摘要：本文針對變電站無功補(bǔ)償控制和有載調(diào)壓控制的現(xiàn)狀，提出了電壓調(diào)節(jié)、無功補(bǔ)償分別控制相互配合的設(shè)計思想，以可編程計算機(jī)控制器(PCC)和電量變送器、輸入輸出控制模塊等組件為基礎(chǔ)，應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)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(xié)調(diào)母線電壓的控制方式，成功開發(fā)了具有高可靠性的無功補(bǔ)償控制裝置，為無功補(bǔ)償控制裝置的開發(fā)提出了一種新的開發(fā)思路。

　　關(guān)鍵詞：東北電力技術(shù),無功補(bǔ)償,控制,PCC

　　1　前言

　　考慮到目前補(bǔ)償控制裝置和補(bǔ)償方式的特殊性及高可靠性的要求，在目前現(xiàn)有的產(chǎn)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(bǔ)償控制裝置

　　2.1　設(shè)計思想

　　針對目前對無功控制裝置的要求，在對變電站運(yùn)行方式進(jìn)行了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出變電站無功補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)應(yīng)分別考慮的思想，電壓調(diào)整依靠有載調(diào)壓變壓器的電壓控制調(diào)節(jié)器來完成，控制參數(shù)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(shù)是系統(tǒng)的無功缺額，電壓參數(shù)只作為限制量，在無功控制裝置中，考慮電壓調(diào)節(jié)器故障或變壓器分接頭到達(dá)極限檔位時，并預(yù)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(xiàn)場要求，增加紀(jì)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(diào)節(jié)、協(xié)調(diào)運(yùn)行的控制方式，不但可以使控制設(shè)備故障的危險分散，使控制過程簡化，而且便于實現(xiàn)優(yōu)化的智能控制算法，能夠滿足現(xiàn)行系統(tǒng)對無功補(bǔ)償控制裝置的要求，并且可大大提高控制設(shè)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(jī)控制器[2](Programmble Computer Controller簡稱PCC)實現(xiàn)，B&RPCC是PLC的新一代替代產(chǎn)品，不僅具有PLC的可靠性，同時具有計算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，該產(chǎn)品采用靈巧的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組態(tài)簡單方便，并具有先進(jìn)的現(xiàn)場總線通訊系統(tǒng)，通過CAN，ProfiBus，RIO，ETHERNET等可組成各種網(wǎng)絡(luò)，并帶有各種標(biāo)準(zhǔn)接口，是一種完美的自動控制設(shè)備，完全可以滿足和實現(xiàn)無功補(bǔ)償自動控制裝置的要求。

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

　　考慮到補(bǔ)償裝置運(yùn)行的靈活性，在控制裝置中，設(shè)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(tài)數(shù)據(jù)顯示功能和數(shù)據(jù)通訊功能，裝置的整定具有良好的人機(jī)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(jì)錄。

　　2.3　軟件

　　B&R公司2000系列可編程計算機(jī)控制器安裝有實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，采用PL2000高級語言進(jìn)行模塊化編程，由于PCC具有計算機(jī)的分析運(yùn)算能力，可實現(xiàn)各種優(yōu)化控制功能，為實現(xiàn)各種智能化控制算法提供了良好的開發(fā)基礎(chǔ)。

　　電容器的投切控制以系統(tǒng)無功功率缺額為主、預(yù)測電容器投切后電壓變化趨勢、協(xié)調(diào)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(yīng)先判定變電站的運(yùn)行方式，合理地投切電容器。

　　為了保證補(bǔ)償裝置運(yùn)行的可靠性，在控制裝置中，設(shè)置投切時段控制、閉鎖控制、故障報警等功能。

　　3　實現(xiàn)功能

　　3.1　監(jiān)測顯示功能

　　實時監(jiān)測顯示電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參數(shù)，以及裝置實時運(yùn)行、動作狀態(tài)。

　　3.2　控制功能

　　按照系統(tǒng)無功功率需求與投切后電壓預(yù)測相結(jié)合的整定原則，根據(jù)監(jiān)測的主接線運(yùn)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(shè)置。

　　3.3　定值整定

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

　　3.4　閉鎖功能

　　具有無壓無流閉鎖、過電壓閉鎖、運(yùn)行方式判斷、投切時間分段控制等故障診斷與閉鎖功能;當(dāng)保護(hù)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(yùn)行方式自適應(yīng)功能

　　當(dāng)變電站主接線運(yùn)行方式發(fā)生變化時，自動適應(yīng)運(yùn)行方式投切電容器組。

　　3.6　手動閉鎖功能

　　當(dāng)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(shù)據(jù)通訊方式，與多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，可作為變電站綜合控制系統(tǒng)的現(xiàn)地單元。

　　3.8　時間控制功能

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

　　4　運(yùn)行情況

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