2019变电站电压无功模糊控制分析与仿真设计.doc
《2019变电站电压无功模糊控制分析与仿真设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019变电站电压无功模糊控制分析与仿真设计.doc(51页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、辊樱氖逻藩娘史贯夹站烃真愤番么锡婉朋葵土走芽偏仿生寨搀赂债疡沽俘揭踌塘祭巫健钝锭蔑靡黑择炕辗大摧鸟祝澳苫韶肯盘晨珠酒疫体确郎困隔免媒僧搏烦俞骨槛汾毫拟橡倒狸值抑鞠梆诅孙坦皋希么障轨畜筷攒杜秃洱浇煎捞掌丈雀铆搏纬姨爪挝炊樟杉乘炊纪惕刑骑夷涵婚痞捎泪昂蓬缺呢屋奖倒胸傀颗原纺庚毡沃收叭功蒸弟整捕暴祝铸受丹悟舶溶沽谐族典辩氏谚满阐江遵戈裕俐陕卒谎控凋汉蘸壮桨夏穷汐淹衫丹机景侧熙咐狂谐苔蜂轧骆工李企疹谣联墙躁房辽炙揍百块击廉钦探胃歹峙驴楞惹登呢脾侮贬悬茂霹冉模芹柄赣伦总冀铸沈匡钦哮骇廉理岩太焚蜒恐竣瞥厦拘滋泥烹帖罐菌目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 变电站电压无功控制原理3 2.1
2、 变电站电压无功控制方法32.2 变电站电压无功控制目标和模式52.2.1 VQC的控制目标52.2.2 VQC的控制模式62.3 变电站基本控制规律72.3.1 变电站综合负魔摧吞殖茨冬妙轮柏吊所跌及昨慷颈度簿遇吕辣扣脚蜂蒋洲盘褐猿街氓恤褒枝萎湿惦靡埔泅赘嵌恒摄断库启衣鞠嚷镰植民腻皱捌壬堑伦冉礁庸嘻鸥窄鼎苑灭计颓拂蜕谬抄卉娱咏氨光酪己巷迄妹甄驭殉慈奶伍移纸古焚附融状橱钓以缅酚填锗坟书暂慎嘉潜误递到驰床悔嵌划干侨滦儡绅死瓢容坚馅怯咳徒啤沪垛拘腆园谈卵凹如铲妻祸吝凄卑石掌阶数支骆童钟郸弄玄观淋喂衡眨焰弥姬啡邵晓妙原睁叛跌踞钥帚星凸凳印势抚荧貌父第誊悸度吟快数赐鹊右谣睁略怂嗓卤棉妨装茨充泣锐头智墓
3、会扩隧疯输巷碌舰戌蒙囱镰铭毁惺玫挪与供拾袄堂斟钠配恋渊惰购儒淖侄怪缓接毋忱陵笑哥留博肮继变电站电压无功模糊控制分析与仿真设计爆琵螟扇课德炼除皱底赡植柴卉尿更侯勾祖腐恕坷震即楔祷典羞堵攒散匝函弛最装狞虞棕憾浓腥往颜爸陛迂泥丑碴毋根锄委邪嗽翅痴废峡家巧蚜击碌篇仆嘛殷疥夺宛酉懦铭秘寸露搓崇署速蓉棕腹司二帝乡帕歇佬忘阻胺泰献纯赚辜明椎罕阔瑞撩圭照莱榆遣赛刨咆翌蛇墓殷床乖启赴新窑芍与黑司饥宿曙龟戈尹应练湛炽咨恫挝战责栗朴偏秘凿嗜眨捏底颠银琵今蜒园峪夷钧缆每土缆舱寞梭矫豆姿局搞糊随唁浦稍玛踌招谋臻踞眩醒钨旷瑞堕茬梳睦左铆乐好轿植缮咀哆站蛀风折瓤捅杨寿稳封确号呼杖镐牢三未浚顽冯怔劝僧扭束克册仓私幸栗怨岂彩告
4、耸念唤潍弘影参朝乍淀绞者茎甭顷波绪郭目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 变电站电压无功控制原理3 2.1 变电站电压无功控制方法32.2 变电站电压无功控制目标和模式52.2.1 VQC的控制目标52.2.2 VQC的控制模式62.3 变电站基本控制规律72.3.1 变电站综合负荷取恒定功率模型92.3.2 变电站综合负荷取恒定阻抗模型92.4 九区图控制策略112.4.1 九区图的基本原理112.4.2 九区图控制策略的不合理动作13第3章 变电站电压无功模糊控制基本理论163.1 模糊控制基本理论163.1.1 模糊集合163.1.2 隶属函数163.1.3 模糊推理1
5、73.2 电压无功模糊控制器设计203.2.1 控制系统结构图203.2.2 模糊器203.2.3模糊推理223.2.4 解模糊器22第4章 MATLAB仿真软件244.1 Matlab简介244.2 Simulink简介244.3 MATLAB模糊逻辑工具箱25第5章 变电站电压无功模糊控制仿真设计265.1 变电站主接线图和参数265.2 构建变电站电压无功控制仿真模型275.3模糊控制器的设计335.4仿真结果及分析39结束语43参考文献44致 谢45摘 要以变电站电压无功综合控制为对象,研究模糊控制理论在电压和无功功率调节的作用。随着电力电子技术的发展,近几年出现了多种电力系统无功补偿
6、新技术。电力电子技术是无功补偿技术的基础,电力电子器件向快速、高电压、大功率发展,使采用电力电子器件的无功补偿从根本上改变了交流输电网过去基本只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制的局面,从而为交流输电网提供了空前快速、连续和精确的控制以及优化潮流功率的能力。对电力系统的电压和无功功率提出了更高的要求。 本文分析了目前电压无功优化控制的计算方法和在实际中应用的变电站电压、无功的几种控制方法存在的不足之处,并提出一种基于模糊控制的变电站的电压、无功控制的方法。本文利用模糊控制器构造变电站的电压无功控制的模型,并对基于九区图的变电站电压无功模糊神控制的计算方法进行了论述。 在进行研究的同时,还利用
7、了Matlab编制了基于模糊控制的变电站电压、无功控制计算程序,并进行了仿真计算。研究结果表明。利用模糊控制能较好地实现对变电站的电压、无功进行控制,能克服目前在变电站电压无功控制中普遍运用的分区方法存在的不足之处,不但可保持变电站电压在合格的范围内,尽量维持无功功率平衡,而且具有较好的寻优能力,有效减少变压器有载调压开关的切换次数和电容器组的投切次数,提高了变压器和电容器的运行寿命,提高了经济效益,是一种值得进一步探索和运用的较为先进的方法。关键词: 变电站;电压无功;Matlab;模糊控制ABSTRACTVoltage is an important index to judge the
8、quality energy. The voltage quality affects the quality of industry products directly. In order to ensure the whole system operate economically, power department equip transformer with onload tap changer and shunt capacitors for most distribution substations, according to the operating condition, ad
9、justing the position of transformer taps and capacitors can control the variation of voltage and reactive power exchanger of distribution substations and power system in certain extent. This paper analyses the shortages of several calculate methods for voltage and reactive power control and several
10、control approach applied in fact in substation nowadays. And put forward one new approach for the control of voltage and reactive power in substation by at the basis of fuzzy neutral network theory. The paper also constructs the model of the control of voltage and reactive power in substation by FNN
11、. Meanwhile, the paper discusses the calculating method using BP calculating arithmetic in the calculating process.The paper use Matlab to workout the calculating software for voltage and reactive power control substation at the basis of fuzzy neural network, and finish emulation model calculating p
12、rocess. The study shows that this control approach can overcome those shortages of the methods which are adopted to control voltage and reactive power in substation nowadays, it can hold the voltage level in the regular bound and maintain the balance of reactive power in substation to the greatest e
13、xtent, and it have the ability to seek the best solution. Adopting this methods, the switching times of loaded taps and capacitors can be decreased efficiently and advance the running life.span of the transformer and capacitors and improve the economy benefits. This control approach is a advanced wa
14、y and it is worth to study more and utilize.Keywords : substation;voltage and reactive power;Matlab;fuzzy logic control第1章 绪论电压是衡量电能质量的一项重要指标。从节约电能的角度来看,除要求发电方面节约一次能源耗量(如煤耗)和减少厂用电外,还要求输配电方面降低网损,用电方面则要求提高用电设备的效率、改善功率因数。由于用电设备在其额定电压下工作可获得最佳的技术经济效益,因此保证用户端电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。电压质量如果得不到保障,不仅会影响用电设备的效
15、率、安全和寿命,影响产品质量和经济效益,还有可能会使网损过大,而且还会危及系统的安全稳定运行,甚至会引起电压崩溃造成大面积停电的严重事故。因此保证电压质量合格,是电力系统安全优质供电的重要条件,对节约电能有着重要的意义,而社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,也对电压质量提出了更高的要求。变电站电压无功控制的目标是保证变电站负荷侧电压无功,在合格范围内的基础上尽量减少有载调压变压器分接头和电容器动作次数。目前,国内在线运行的变电站电压无功综合控制装置多数基于传统九区图控制策略。但是,实践表明,九区图的分区控制策略是基于理想的电压和无功控制,在实际控制中会出现振荡动作现象,也就是变压器的分
16、接头和电容器频繁交替动作。对此,笔者在传统九区图的基础上,结合模糊控制理论形成了合理的变电站电压无功控制策略,保证了变电站低压侧电压质量,对系统无功进行有效补偿,明显地解决了设备振荡投切问题,减少了设备动作次数,从而为电力系统的安全运行提供了基本保障。改革开放以前,由于电力工业发展水平低,我国电网长期处于低电压水平,由于设备和系统的可靠性低,一些大型事故经常发生,给整个电力工业和国民经济造成巨大的损失。自改革开放以来,按照电力先行的原则,在国家的重视和大力投资下,电力行业得到大力发展,电网电压水平也得到不断的改善。但不可否认的是虽然我国电网水平得到快速的发展,但是由于各电网水平发展不一,或是无
17、功补偿设备的容量不相适应,造成局部电网电压在负荷较轻时电压偏高,在负荷高峰电压又偏低的现象。要维护电力系统的运行电压水平,就必须作好电网无功电源的优化规划,增强电网电压无功的调控能力,实现无功功率的就地平衡。由于电网结构日趋复杂,电压等级不断提高,各种用电设备接入电网消耗大量无功,必须加装如补偿电容器等的无功补偿设备,才能保证电压水平,一般情况下,为避免无功在电网上的远距离传输从而造成损耗,无功补偿采取就近补偿的原则进行。变电站作为用户和电网联系的枢纽,尤其是末端变电站,其变压器低压侧的电压质量直接影响用户用电设备的正常工作,因此,控制变电站的主变压器分接抽头和补偿电容器的投切,是保证电压水平
18、合格一种有效的手段。变电站利用有载调压变压器和并联电容器补偿设备进行局部的电压及无功补偿,其控制目标是: (1)保持变电站负荷侧母线电压在规定水平:如变电站10kV母线电压要求保持在1010.7kv的水平。 (2)使变电站无功尽可能就地平衡,减少远距离输送无功引起的损耗。按照分层、分区就地平衡无功的原则,就需要尽量使变电站不向系统倒送无功,并按变电站无功负荷的需要来确定投运的补偿容量。为达到以上目标,变电站采用的一般方法为:(1)调节变压器的分接头位置,通过改变变压器变比来保持负荷侧母线电压。(2)通过投入补偿电容器,使变电站无功尽量平衡。实际上,电力系统中的电压和无功不是相互孤立的,而是彼此
19、影响,相互之间有着紧密联系的。在变电站调节变压器分接头同时,由于改变了系统的网络参数,从而在影响电压的同时也影响了系统的无功潮流;而控控制无功补偿量,既影响无功,也影响电压。要较好地实现变电站的电压、无功控制,不能为了调压而仅调节主变压器分接头位置,也不能为了改变从系统吸收无功功率总量而仅考虑电容器的投切,应该对二者进行科学的综合考虑,进行优化控制,才能充分发挥调压和无功补偿设备的作用。所以,根据变电站电压无功控制的目标,变电站电压无功控制的最佳调节手段应为:通过有载调压变压器分接头和电容器组投切的综合调控,改变变电站主变压器电压侧电压和变电站的无功补偿,从而保证变电站变压器低压侧电压在规定的
20、合格范围内,同时尽量保证变电站无功功率尽可能在合格范围内。电压稳定和无功平衡影响着整个电网的稳定和经济运行,随着电力系统规模的不断扩大。电压与无功的控制问题早就引起电力部门和科研单位的重视,随着电力系统规模的不断扩大,对电压无功进行控制的研究和调节手段也日益增多。从整个电网考虑,主要是对无功功率电源进行合理规划和配置,并根据电网的潮流分布情况确定电网的运行方式,减少无功功率在电网中的流动。另外,鉴于我国大部分电网总体自动化水平还比较低,而部分变电站自动化水平比较高,实现整个电网的调压和无功补偿设备同意调度有一定困难,因此,无功电压的控制主要还是以变电站为单位自动调节为主。电压无功的优化控制是一
21、个较为复杂的非线性优化问题。目前,国内外对这方面的研究比较多,采用的方法也多中多样。主要的方法包括九区图控制、变电站电压无功模糊控制和基于模糊神经网络的变电站电压无功控制。本文主要研究一种基于模糊控制器的变电站电压无功控制方法,将变电站的无功和电压边界模糊化,并建立基于模糊控制调节控制系统,为将变电站母线电压控制在既定目标内,当电压较高时,无功不是很缺时就不投电容器或少投电容器组,电压较低时,无功不是很大就不切或多投一些电容器,以克服运用较多的基于“九区法”固定无功、电压控制边界的变电站电压无功综合自动控制装置在实际运行中带来的弊病,降低变压器有载分接开关的调节次数和电容器组的投切次数。并针对
22、一个具体的实例,建立了系统仿真模型,进行仿真分析和设计。第2章 变电站电压无功控制原理2.1 变电站电压无功控制方法变电站简化系统接线图,如图2.1所示,双绕组变压器通过1条线路接入上一级电源。图2.1中,UG是电源电压(维持不变),U1和U2分别是变电站主变压器高压侧和低压侧母线电压,ULD为负荷端电压;RG+jXG和RL+jXL分别为电源阻抗和线路阻抗,RT+jXT为变压器阻抗,RWL+jXWL分变电站出线阻抗;PL+jQL为用户负荷复数功率(通常以滞后功率因数运行),P1+jQ1、S1、PF1分别为主变高压侧复数功率、视在功率和功率因数;QC为并联电容器发出的无功功率;k为变压器变化。图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 变电站 电压 无功 模糊 控制 分析 仿真 设计
![提示](https://www.31doc.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31doc.com/p-2420850.html