[发明专利]电压或无功控制方法及其控制设备

说明书

本发明涉及一种用于控制电力系统电压或无功的方法和装置。

控制电力系统电压的一种方法是采用带分接头的变压器，这种方式特别适用于高电压控制。这种分接头变压器的输出电压取决于滑动分接头的位置，而该分接头在变压器输出绕组上的定位是由一个适用的控制器决定的。由于涉及到高电压，每次当分接头移动时会有某些损耗，因此通常希望尽可能较少地移动分接头，另一方面，又需要移动分接头以改变变压器的输出电压。业已周知，根据“升高”或“降低”的命令对一带负荷电压调节器和一个带负荷改变分接头的变压器进行自动控制，以维持系统电压在一预定水平。这种方法的一个实例披露在“日立评论”（HITACHI  REVIEW）上（71卷3号，54到56页）。在这个实例中进行如下的操作。

例如，系统电压的现在值每100毫秒检测一次，由下面式3所表示的在1式的电压值与2式定义的一参考电压（目标电压）之间的偏差是根据公式4确定的，V₃的值对T进行积分。

公式1

V_AD＝V₁（1）

公式2

V_S＝V₂（2）

公式3

△V＝V₃（3）

公式4

△V(%)= (V_AD-V_S)/(V_S) ×100 (4)

公式5

∫^fh+r_th△Vdt＝V₄（5）

这个积分结果与积分常数（积分时间整定值×10%）进行比较以决定是否需要发出一升压或降压命令来移动分接头变压器的抽头。

如果电压控制是理想的，在恒定的时间段（30分钟）中的平均电压总是在参考电压V₂的一个控制范围（±2%）之内;而分接头改变的频率也在一预定值之内（每天50次）。前者代表着系统电压的控制目标，而后者是由改变分接头机构的寿命所决定的。

如果该设备的不灵敏区（该设备可运行的最小偏差V₃）以及该积分时间的整定是不正确的，则该控制目标就不能达到，或者使分接头换接的频率过高。因此，为了控制灵敏度，已有的设备可根据前一天的工况，例如以30分钟平均电压和每天分接头改变的频率为基础，每天自动地改变一次不灵敏区和积分时间。

在控制系统中采用模糊逻辑也是周知的方法。模糊逻辑根据定性的而不是定量的函数关系寻求实现计算机控制，因而它更接近于人对于一个特定的控制问题所采取的方法。模糊逻辑系统可按照事先确立的控制模式建立起来运行，或者按照该模糊逻辑系统在其运行期间所开发出的模式来运行。

例如，JP-A-3-0085491披露了一个反应堆的控制，其中反应堆内部的工况输入到模糊逻辑控制器中，然后控制器对控制棒的移动速度和位置进行控制，以便使反应堆的出口温度尽可能接近于一个控制目标温度。

同样，一篇由D.Chni等人在1990年8月19日至24日的P.S.C.会议上提交的题为“采用模糊堆理进行电力系统控制”的文章也提出应用模糊逻辑进行电压控制。

如上所述，在控制一台带分接头的变压器时有两个控制目标，即控制系统电压接近该目标（参考）电压以及控制该分接头换接机构，以保证其较长的使用寿命。在已有的系统中，提出了一种自动改变值的功能，在该设备中自动确定整定值（不灵敏区或积分区间）。这种改变定值功能最多大约每天改变一次。如果需要改善电压质量，每天分接头变化的频率增加，则带分接头换接变压器的寿命会急剧缩短。反之，如果分接头变化的频率减少，电压质量会恶化（V₃的绝对值增大，30分钟平均电压与参考电压之间的偏差增大，或者系统电压大大波动）。

在上面提及的D.Chni等人所发表的文章的讨论中曾提到，分接头变压器可以用于控制电压，但是在对参考电压控制的精度和分接头换接机的寿命之间有矛盾的问题没有被考虑到，因此，本发明考虑了这两个显然矛盾的控制目标，并提出采用模糊逻辑以提供最优控制。

应当注意到，这两个已知的系统都致力于电压控制，但是也有可能以无功功率为基础进行控制，因为在电压和无功之间存在有一定关系。

因此，按照本发明，采用模糊逻辑，根据监测实际电压和参考电压的差别然后通过一控制策略对系统进行控制，从而实现了电压或无功的控制，它既考虑到了电压差也考虑到了所要求的分接头变化的最大频率。