电网自动电压控制系统的设计与应用

郭禹婷，关焕新

（沈阳工程学院，辽宁 沈阳 110136）

电网自动电压控制系统的设计与应用

郭禹婷，关焕新

（沈阳工程学院，辽宁 沈阳 110136）

随着电网调度自动化、信息化、互动化水平的显著提高，在调度控制中心建设自动电压控制系统，实现配电电网电压自动化已经成为共识。对自动电压控制系统原理和方法进行分析，并对电网自动电压控制系统进行开发，通过Visio软件的扩展功能，完成了自动电压控制系统的设计。

电网；自动电压控制系统；软件开发

1 基本原理

电网中的电压水平和无功功率是紧密相关的，两者的控制相辅相成。为了维持电力系统电压的稳定性，经常采用中枢点电压管理、发电机一次调节、变压器有载调压、无功功率自动补偿等控制手段［1］。随着电力系统向大机组发电、大电网互联方向的发展，相对孤立的简单电压控制方案已经不能有效维持电网电压稳定，不能确保及时调节无功电压自动控制系统，因此，电网自动电压控制系统应运而生，从全电网角度出发，文献［2］中提及通过实时监控受控中枢点电压和网络中的无功潮流，应用先进的分析系统，使用闭环控制原理，达到电压优质和网损最小的运营目标。

1.1 无功电压自动控制

无功电压自动控制是当前电力系统的一项重要技术，对降低由于系统电压波动引起的停电事故，提高电网供电质量和电气设备运行的安全性，减少事故造成的经济损失，减轻值班人员人工调整电压的劳动强度，保证电网运行的可靠性、稳定性和经济性具有重要现实意义。电网电压自动控制系统工作流程如图1所示。

图1 电网电压自动控制系统流程

其基本原理：电力系统调控中心从系统获得实时釆集的遥信和遥测数据，具体包括保护和断路器的实际动作状态和节点电压、支路功率等实际量测信息；将这些基础数据传输到无功电压自动控制系统，采用优化技术寻求最优解，形成最优方案，并将计算所得的系统无功潮流和节点电压等信息传递到系统，通过高级应用平台，利用遥控、遥调实现电力系统的远程监控。

1.2 闭环控制系统

实现电网电压的监测采用的是闭环控制系统。在闭环控制系统里，即使有干扰也能通过自身的调节保持原有状态。实施闭环控制的抗干扰能力来自于反馈作用。文献［3］中叙述了因为在组织形式上增设了一个反馈机构，把造成偏离目标的原因与一贯干扰的因素及时反馈给控制者，使决策控制层作出正确决策，随时修正目标。闭环控制的优点是充分发挥了反馈的重要作用，排除难以预料或不确定的因素，使校正行动更加准确，更加有力，但缺乏开环控制的预防性。

2 系统开发

目前，电力企业所使用的具有图形化功能的电力系统应用软件，主要是用VC、Delphi或VB等工具开发的。以上开发模式开发周期较长、开发工作量大、实现的功能有限、后期维护困难［4－5］。本文开发的软件基于Visio2003，充分利用了Visio2003的全部功能，利用VBA进行二次开发，大大减少了开发的工作量，缩短了开发周期，并且实现的功能较完善，后期维护简单。

2.1 系统软件

在Visio2003提供的开发平台上，利用专业计算机技术和VBA开发技术对Visio2003进行二次开发。可以很方便地开发地区电网自动电压控制系统，实现相应功能。该系统开发主要包括人机界面的开发、模具与窗体的设计、元件与运行参数的存取、电气计算、结果输出等几部分。

2.2 仿真实现

本文研究开发的地区电网自动电压控制系统软件的主界面主要包括标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区和模具等，系统软件用户界面如图2所示。

图2 用户界面

位于用户界面最上方的是标题栏，其作用和office一样，显示应用程序的名称，其基本操作同word一样，标题栏的右端同样有最大化、最小化和取消按钮，标题栏的位置可以通过拖动鼠标来改变，不过要在窗口处于还原状态下进行操作；标题栏下面是菜单栏，除了Visio基本菜单项外，还包括了本文所开发的菜单项，用鼠标点击任一菜单命令，都会有1个下拉菜单弹出，用户可以点击相应的命令菜单完成指定操作；绘图区是用户进行编辑图形的区域，可以建立图形化模型并显示运行结果；模具中主要存放已编辑好的图形元件，通过拖拽将其放入绘图区，并通过相应的连接来绘制地区电网变电站相应的电气接线图和地理接线图，如图3所示。

图3 参数输入窗体

设计窗体主要提供一种人机交互式界面，使用户在绘制变电站电气接线图时方便输入、修改、查询和读取主要电气设备的基本参数和运行参数。窗体的功能主要是通过双击事件或在图形上右击显示窗体事件完成。前者通过定义图件Shape Sheet电子表中Events区的双击事件Events Dbl Click实现，或利用VBA编程，在图件的This Document下写一打开的响应窗体程序，以达到响应双击事件的目的；后者通过在Shape Sheet表中定义Actions区，编写需要的指令，达到响应右击显示窗体事件的目的。

3 结束语

本文对电网自动电压控制系统进行了分析，通过Visio2003软件的扩展功能进行了系统开发与仿真。通过此软件的开发使电气接线图和地理接线图的绘制与储存更加便捷，避免了大量数据或功率因数校正以及电压校正在功率因数或电压越限的情况下独立进行的问题，提高了变电站的电压管理水平、电压质量以及电网运行的稳定性和经济性。

［1］程浩忠，吴 浩.电力系统无功与电压稳定性［M］.北京：中国电力出版社，1979：15－18.

［2］李玉廷.变电站电压无功综合控制系统的设计［D］.济南：山东大学，1983：1－7.

［3］高冬娜.地区电网自动电压控制系统设计及应用［J］.电力科学与工程，2003，19（6）：107－109.

［4］李学斌，韩洪刚，林 莘.超高压耦合线路潜供电流计算及电抗器优化配置［J］.东北电力技术，2013，34（2）：5－9.

［5］张武洋，赵振宇，于同伟.基于SDH通道的PTP同步对时研究［J］.东北电力技术，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，学士，主要从事配电自动化管理工作。

2016－01－29）