基于超短期负荷预测技术电压无功综合控制系统设计

论文摘要

提高电网供电的电能质量，降低网损率是供电部门的主要工作任务。通过调度中心实施电压无功综合在线控制是实现上述任务的有效方法。当前，广泛应用的是以变电站为单位的就地调压无功补偿方案，该方案具有原理简单、运行可靠等优点。由于电压与无功需要经常调节，采用人工调节方式，依靠人为判断很难实现合理的调节，也会增大值班人员的工作量。而采用电压无功自动控制设备进行调节，就可解决上述问题，此调节方式是实现电压和无功就地控制的有效方法。本文在对现有电压无功综合控制装置和控制策略进行了分析和研究的基础上，根据变电站综合自动化的发展趋势和从工程实用性的角度出发，采用了基于超短期负荷预测的九区图综合控制策略，运用计算机控制技术实现变电站电压无功综合控制系统设计。控制系统由监测控制单元和工业控制计算机组成。其中，监测控制单元作为下位机，由模拟量输入模块、开关量输入输出模块、CPU功能模块和通信接口模块组成；工业控制计算机作为上位机，主要完成后台数据处理、实现控制策略的功能；前后台之间采用RS-232通讯协议。另外，本文还考虑了控制系统的抗干扰措施，并对系统的一次回路进行了设计。实验表明，该方案可靠、扩展性强，能够对变电站电压和无功进行及时有效地调节与控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 电压无功综合控制的目的与意义
• 1.2 国内外有关电力系统电压无功综合控制现状评述
• 1.2.1 电压无功综合控制方式
• 1.2.2 电压无功控制策略
• 1.2.3 我国配电系统的电压无功控制存在主要问题
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 确定本课题所采用的电压无功综合控制策略
• 1.3.2 电压无功综合控制系统设计
• 1.3.3 模拟量采样算法研究
• 1.3.4 其它工作
• 2 电力系统中无功平衡、电压调整及改进后的九区图控制策略
• 2.1 电力系统中无功功率平衡
• 2.1.1 无功负荷和无功功率损耗
• 2.1.2 无功功率平衡
• 2.1.3 无功对电压的影响
• 2.2 电力系统的电压调整
• 2.2.1 电压调整的基本原理
• 2.2.2 改变变压器分接头调压
• 2.2.3 并联电容器补偿无功
• 2.3 改进后的九区图控制策略
• 2.3.1 传统九区图控制策略存在的问题
• 2.3.2 超短期负荷预测
• 2.3.3 时间序列负荷预测法
• 2.3.4 负荷周期项分量的一次滑动平均预测法
• 2.3.5 负荷趋势项分量的一元线性回归预测法
• 2.3.6 负荷随机分量的随机时间序列预测法
• 2.3.7 基于超短期负荷预测的九区图控制策略
• 2.3.8 电压无功综合控制的条件和要求
• 3 变电站电压无功综合控制系统的设计
• 3.1 电压无功综合控制系统所要实现的功能
• 3.1.1 对综合控制系统的基本要求
• 3.1.2 综合控制系统功能特点
• 3.2 系统组成
• 3.3 监测控制单元的设计
• 3.3.1 模拟量输入模块设计
• 3.3.2 开关量输入输出模块的设计
• 3.3.3 CPU的选择及应用系统构成
• 3.3.4 通信接口模块设计
• 3.4 工业控制计算机软件功能实现
• 3.4.1 软件结构
• 3.4.2 本系统软件设计所完成的主要功能
• 3.5 小结
• 4 系统抗干扰设计
• 4.1 引言
• 4.2 电压无功综合控制系统的电磁干扰与硬件抗干扰设计
• 4.2.1 投切电容器过程中产生的电磁干扰
• 4.2.2 电源干扰与抗干扰措施
• 4.2.3 印刷电路板的抗干扰设计
• 4.2.4 系统的硬件抗干扰设计
• 4.3 数据采集单元的软件抗干扰设计
• 4.3.1 干扰对数据采集单元软件的影响
• 4.3.2 数据采集单元软件抗干扰设计
• 5 系统一次回路设计
• 5.1 引言
• 5.2 电容器支路主接线方案设计
• 5.2.1 电容器补偿方案选择
• 5.2.2 电容器补偿容量计算
• 5.2.3 电抗器的选择
• 5.2.4 高压断路器的选择
• 5.3 电容器支路主接线方案
• 5.4 变压器档位调整控制电路
• 5.5 有载分接开关连调故障分析
• 5.6 对主变并列运行的考虑
• 5.7 主变的调压逻辑和闭锁逻辑
• 5.7.1 控制系统对运行方式的自适应处理
• 5.7.2 主变带低压母线（装配有电容器）的逻辑整定
• 5.7.3 主变并列逻辑的整定方法
• 5.7.4 各种闭锁逻辑
• 5.8 各时间定值的配合和运行控制方式
• 5.8.1 各时间定值的配合
• 5.8.2 运行控制方式
• 6 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢