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【摘 要】本文主要介绍变电站电压和无功功率控制方法和控制原理，以及电压和无功功率自动控制装置（VQC）和应用程序的原则。本文阐述了变电站电压和无功功率控制原理，控制模式。同时，本文也介绍了几种常用的控制策略，并分析了人工智能技术在无功功率和电压控制中的应用。最后，本文对中国的变电站电压无功功率控制的现状和未来发展的需要注意的问题进行了概括性总结。
【关键字】变电站；电压无功；VQC
前言
供电质量和可靠性作为衡量电能质量重要标志——电压，是电力系统的稳定性的一个重要指标，电压是否稳定对电力设备的安全运行具有显着的影响。无功是影响电压质量的一个重要因素，保证电压质量的重要条件是保持无功功率的平衡，即要求系统中无功电源所供应的无功功率等于系统中无功负荷与无功损耗之和，也就是使电力系统在任一时间和任一负荷时的无功总出力（含无功补偿）与无功总负荷（含无功总损耗）保持平衡，以满足电压质量要求。
1、电压无功控制
目前在我国的大部分变电站的运行中，对于电压的无功控制方式主要是通过使用无功功率自动控制装置来实现的。这种电压无功控制方式的工作原理是通过有载变压器与并联电容补偿器综合作用而进行的对变电站中某部分电压以及其无功补偿的自动调节，这样就可以有效的保障符合侧母线的电压大小可以控制在技术规定的范围内，使其进线功率最大程度的接近1。
电压无功控制可以在很大程度上保证变电站设备的电压可以保持基本稳定，无功相对平衡，另外也可以大大降低对变压器与电容器的调节频率。如果在变压器与电容器的日常工作运行中频繁的开启和闭合其接头或开关，就很容易造成变压器或开关接头的使用故障，極大的影响了设备的正常运行，对于保持电压的稳定也会带来一定的影响。因此，在实际的变电站工作中，操作人员一定要严格控制对有载调压变压器与并联补偿电容器的分接头或者开关的使用次数。采用合适有效的控制方法，不仅可以使电容器组工作中产生的运行温度大大降低，而且也能降低变压器或电容器的开关使用频率，使得设备的使用寿命更长，性能更稳定。
2、电压控制的方法和原则
在长期以来变电站的日常工作运行中，电力技术人员根据相关电力专业知识和自身经验总结了很多行之有效的电压控制方法，并指出了一些在对电压进行控制时应当遵守的基本原则。现本文将其整理后展示如下，以供同行参考。
2.1电压控制的方法
对变电站的电压与无功进行控制的方法主要是通过对变压器或电容器的分接头的使用方式来进行的。即在采用有效措施后使变压器的分接头和投切电容器组实现合理调节的目的，这样以来，变电站的电压就相对较为稳定，供电质量较高，同时也可以达到无功潮流正常平衡的目的。调节分接头和投切电容器对电压和无功的影响为：上调分接头电压上升、无功上升，下调分接头电压下降、无功下降；投入电容器无功下降、电压上升，切除电容器无功上升、电压下降。
2.2调控电压无功的原则
在变电站电压无功的控制过程中，始终要掌握一些基本原则，这是合理实现预期调节电压无功效果的根本依据。只有在以调节电压无功的基本原则为指导的基础上，才能防止操作失误而带来不可估量的后果。
首先，在调控电压无功时要明确变电站的电压所能允许的最大值和最小值，只有掌握本变电站的电压调控值的范围，才能采取有效措施进行调控。一般在220KV的变电站运行中，母线为110KV时，其电压允许偏差值为：106.7～117.7KV；而对于母线为10KV时，无论是220KV还是110KV的变电站所允许的电压值上下浮动都必须控制在10.0～10.7KV之内。
其次，在对补偿电容器进行调节管控时，要遵循投退管理原则，即以控制各电压等级母线电压在允许偏差范围之内，并实现无功功率就地平衡为主要目标，原则上不允许无功功率经主变高压侧向电网倒送，同时保证在电压合格范围内尽量提高电压。一般情况下：峰期（7：00--23：00）应按上述要求分组投入电容器组，谷期（23：00--次日7：00）应按上述要求分组退出电容器组。
3、电压无功自动控制装置
在以往的变电站运行中，常常是采用人工的方式进行相关的电压无功调控，这种陈旧老套的控制方法不但需要耗费变电站值班人员的大量精力，加重了其负担，增大了工作量，同时也不能很好的实现电压无功控制的目的。这是因为人工调节的主观因素太大，如果值班人员的判断或操作失误，就会严重影响到调控的合理性，不利于变电站的稳定电力供应。随着人们对供电质量的要求更高，大多数变电站都是采用的无人值班变电站，这样以来，人工操控电压无功就很难实现。
在科技的推动下，目前我国有越来越多的变电站采用电压无功自动调控装置（VQC），这种自动控制装置很好的满足了现代变电站电压控制的需求，实现了电压无功的控制最优化。VQC可以自动识别系统的一次接线方式、运行模式，并根据系统的运行方式和工况以及具体要求，采取对应的优化措施，使电压无功满足整定的范围。同时VQC具有丰富的闭锁功能，保证系统安全运行，而且用户可以根据需要灵活配置相关遥信作为闭锁信号。对于电容器组的投切，用户可以自行定义投切的顺序。
4、VQC的控制策略
VQC根据低压侧电压和无功（或功率因数）的越限情况，将控制策略划分为不同区域，在各个区域内采取相应的控制策略。除了常规控制模式，一般采取电容器优先模式，在实施调节策略之前，VQC根据给定的参数预测调节的结果，如果调节后会造成低压侧无功/功率因数越限、低压侧电压越限，则后台VQC会调整动作策略或不动作。
4.1当电压越上限，无功越上限/功率因数越下限时：下调分接头，如果分接头不可调则切除电容器。
4.2当电压正常，无功越上限/功率因数越下限时：电压未接近上限时，投入电容器，若无电容器可投，则不动作；电压接近上限时，如果有可投的电容器则下调分接头，否则不动作。
4.3当电压越下限，无功越上限/功率因数越下限时：投入电容器，如果投电容器会导致无功/功率因数反方向越限或者无电容器可投，则上调分接头，如果分接头不可调，则强投电容器。
4.4当电压越下限，无功越下限/功率因数越上限时：上调分接头，如果分接头不可调则投入电容器。
4.5当电压正常，无功越下限/功率因数越上限，电压未接近下限时，切除电容器，若无电容器可切，则不动作；电压接近下限时，如果有可切的电容器则上调分接头，否则不动作。
4.6当电压正常，无功正常/功率因数正常时，中压侧越上限，下调分接头；中压侧越下限，上调分接头；中压侧电压正常则不动作。
5、结语
良好的电压无功控制对于变电站的稳定电力供应有着重大的意义，采用电压无功自动调控装置，可以大大提高变电站的电压质量，实现电网无功潮流最优化，使电网的运行更加经济合理。但目前广泛使用的VQC还不够完善，还需要技术人员不断的利用最新科技成果不断改进，使VQC能够更好的保证现代电网的经济运行。
【关键字】变电站；电压无功；VQC
前言
供电质量和可靠性作为衡量电能质量重要标志——电压，是电力系统的稳定性的一个重要指标，电压是否稳定对电力设备的安全运行具有显着的影响。无功是影响电压质量的一个重要因素，保证电压质量的重要条件是保持无功功率的平衡，即要求系统中无功电源所供应的无功功率等于系统中无功负荷与无功损耗之和，也就是使电力系统在任一时间和任一负荷时的无功总出力（含无功补偿）与无功总负荷（含无功总损耗）保持平衡，以满足电压质量要求。
1、电压无功控制
目前在我国的大部分变电站的运行中，对于电压的无功控制方式主要是通过使用无功功率自动控制装置来实现的。这种电压无功控制方式的工作原理是通过有载变压器与并联电容补偿器综合作用而进行的对变电站中某部分电压以及其无功补偿的自动调节，这样就可以有效的保障符合侧母线的电压大小可以控制在技术规定的范围内，使其进线功率最大程度的接近1。
电压无功控制可以在很大程度上保证变电站设备的电压可以保持基本稳定，无功相对平衡，另外也可以大大降低对变压器与电容器的调节频率。如果在变压器与电容器的日常工作运行中频繁的开启和闭合其接头或开关，就很容易造成变压器或开关接头的使用故障，極大的影响了设备的正常运行，对于保持电压的稳定也会带来一定的影响。因此，在实际的变电站工作中，操作人员一定要严格控制对有载调压变压器与并联补偿电容器的分接头或者开关的使用次数。采用合适有效的控制方法，不仅可以使电容器组工作中产生的运行温度大大降低，而且也能降低变压器或电容器的开关使用频率，使得设备的使用寿命更长，性能更稳定。
2、电压控制的方法和原则
在长期以来变电站的日常工作运行中，电力技术人员根据相关电力专业知识和自身经验总结了很多行之有效的电压控制方法，并指出了一些在对电压进行控制时应当遵守的基本原则。现本文将其整理后展示如下，以供同行参考。
2.1电压控制的方法
对变电站的电压与无功进行控制的方法主要是通过对变压器或电容器的分接头的使用方式来进行的。即在采用有效措施后使变压器的分接头和投切电容器组实现合理调节的目的，这样以来，变电站的电压就相对较为稳定，供电质量较高，同时也可以达到无功潮流正常平衡的目的。调节分接头和投切电容器对电压和无功的影响为：上调分接头电压上升、无功上升，下调分接头电压下降、无功下降；投入电容器无功下降、电压上升，切除电容器无功上升、电压下降。
2.2调控电压无功的原则
在变电站电压无功的控制过程中，始终要掌握一些基本原则，这是合理实现预期调节电压无功效果的根本依据。只有在以调节电压无功的基本原则为指导的基础上，才能防止操作失误而带来不可估量的后果。
首先，在调控电压无功时要明确变电站的电压所能允许的最大值和最小值，只有掌握本变电站的电压调控值的范围，才能采取有效措施进行调控。一般在220KV的变电站运行中，母线为110KV时，其电压允许偏差值为：106.7～117.7KV；而对于母线为10KV时，无论是220KV还是110KV的变电站所允许的电压值上下浮动都必须控制在10.0～10.7KV之内。
其次，在对补偿电容器进行调节管控时，要遵循投退管理原则，即以控制各电压等级母线电压在允许偏差范围之内，并实现无功功率就地平衡为主要目标，原则上不允许无功功率经主变高压侧向电网倒送，同时保证在电压合格范围内尽量提高电压。一般情况下：峰期（7：00--23：00）应按上述要求分组投入电容器组，谷期（23：00--次日7：00）应按上述要求分组退出电容器组。
3、电压无功自动控制装置
在以往的变电站运行中，常常是采用人工的方式进行相关的电压无功调控，这种陈旧老套的控制方法不但需要耗费变电站值班人员的大量精力，加重了其负担，增大了工作量，同时也不能很好的实现电压无功控制的目的。这是因为人工调节的主观因素太大，如果值班人员的判断或操作失误，就会严重影响到调控的合理性，不利于变电站的稳定电力供应。随着人们对供电质量的要求更高，大多数变电站都是采用的无人值班变电站，这样以来，人工操控电压无功就很难实现。
在科技的推动下，目前我国有越来越多的变电站采用电压无功自动调控装置（VQC），这种自动控制装置很好的满足了现代变电站电压控制的需求，实现了电压无功的控制最优化。VQC可以自动识别系统的一次接线方式、运行模式，并根据系统的运行方式和工况以及具体要求，采取对应的优化措施，使电压无功满足整定的范围。同时VQC具有丰富的闭锁功能，保证系统安全运行，而且用户可以根据需要灵活配置相关遥信作为闭锁信号。对于电容器组的投切，用户可以自行定义投切的顺序。
4、VQC的控制策略
VQC根据低压侧电压和无功（或功率因数）的越限情况，将控制策略划分为不同区域，在各个区域内采取相应的控制策略。除了常规控制模式，一般采取电容器优先模式，在实施调节策略之前，VQC根据给定的参数预测调节的结果，如果调节后会造成低压侧无功/功率因数越限、低压侧电压越限，则后台VQC会调整动作策略或不动作。
4.1当电压越上限，无功越上限/功率因数越下限时：下调分接头，如果分接头不可调则切除电容器。
4.2当电压正常，无功越上限/功率因数越下限时：电压未接近上限时，投入电容器，若无电容器可投，则不动作；电压接近上限时，如果有可投的电容器则下调分接头，否则不动作。
4.3当电压越下限，无功越上限/功率因数越下限时：投入电容器，如果投电容器会导致无功/功率因数反方向越限或者无电容器可投，则上调分接头，如果分接头不可调，则强投电容器。
4.4当电压越下限，无功越下限/功率因数越上限时：上调分接头，如果分接头不可调则投入电容器。
4.5当电压正常，无功越下限/功率因数越上限，电压未接近下限时，切除电容器，若无电容器可切，则不动作；电压接近下限时，如果有可切的电容器则上调分接头，否则不动作。
4.6当电压正常，无功正常/功率因数正常时，中压侧越上限，下调分接头；中压侧越下限，上调分接头；中压侧电压正常则不动作。
5、结语
良好的电压无功控制对于变电站的稳定电力供应有着重大的意义，采用电压无功自动调控装置，可以大大提高变电站的电压质量，实现电网无功潮流最优化，使电网的运行更加经济合理。但目前广泛使用的VQC还不够完善，还需要技术人员不断的利用最新科技成果不断改进，使VQC能够更好的保证现代电网的经济运行。