自动投切电容器装置技术的相关分析

周杰

摘 要：在电力系统中，参数的变化以及波动性的负荷都会对电力的质量产生影响，使得电力企业对于自动投切电容器装置及其技术更为关注。基于此，本文分析了自动投切电容器装置，重点阐述了基于人工智能的动态规划、传统的九区图法、改进后的九区图法、基于模糊控制的九区图法这些自动投切电容器装置的控制技术。

关键词：自动投切电容器装置;控制技术;模糊控制

现阶段，随着我国电力系统的不断发展以及电力用户自动化水平的显著提升，在电力系统中，对于电子设备的应用更加普遍。在这样的条件下，电力设备对于电源电压的质量也有了更高的要求。在电力系统中，参数的变化以及波动性的负荷都会对电力的质量产生影响，也会对相关自动化设备的使用年限产生影响，最终影响到相关电力企业的经济效益。这就使得电力企业对于稳定系统电压以及补偿电力系统的无功更为关注。自动投切电容器装置作为一种电气设备，能够对相应的问题进行解决。本文对自动投切电容器装置的技术进行探讨，为相关工作人员提供参考。

一、自动投切电容器装置的分析

对于自动投切电容器装置来说，主要实现了对电力系统的无功进行补偿，并能够稳定电力系统的电压，实现了对电力系统以及电力质量的保护。自动投切电容器装置的分类方式有两种，即依照使用地点分类以及依照控制开关分类。在依照使用地点进行分类时，能够将自动投切电容器装置分为线路用自动投切电容器装置、变电站用自动投切电容器装置以及针对特定电力设备的自动投切电容器装置;在依照控制开关进行分类时，能够将自动投切电容器装置分为晶闸管投切电容器装置以及开关或接触器投切电容器装置。

1.晶闸管投切电容器装置（TSC）与开关或接触器投切电容器装置。对于晶闸管投切电容器装置来说，其相应的速度相对较快，且并不存在机械磨损。但是，由于其在实际的运行中有着较高的复杂性，所以相应的使用成本更高。在高压系统中使用晶闸管投切电容器装置，就必须要使用晶闸管串并联技术，同时，由于晶闸管的接触隔离也有着较大的复杂性，所以使得高压系统的可靠性有所降低。

相比较来说，开关或接触器投切电容器装置（真空接触器投切电容器组）有着更好的使用优势。其控制操作更为简便、耐磨损程度更高，且灭弧室并不需要进行检修。对于开关或接触器投切电容器装置来说，更加适用于负荷波动相对较慢的线路、电力设备以及变电站中。开关或接触器投切电容器装置的性能稳定、结构简单，成本也相对较低，相比于晶闸管投切电容器装置有着更好的使用前景。

2.变电站用自动投切电容器装置与特定电力设备的自动投切电容器装置。对于变电站用自动投切电容器装置来说，其在实际的运行过程中实现了对无功以及电压的综合控制，对于信息技术、通信技术、实时监测技术以及数据分析保存技术有着较高的要求。

对于特定电力设备的自动投切电容器装置来说，可以对线路以及电力设备进行补偿，也实现了对无功功率以及电压变化的控制。相比于变电站用自动投切电容器装置，这一类型的自动投切电容器装置的运行更加简单。

二、自动投切电容器装置的控制技术分析

1.基于人工智能的动态规划。随着人工智能技术的不断发展，在电力系统中，对于人工智能的使用更加普遍。现阶段，在自动投切电容器装置的控制方法中，形成了基于人工智能的动态规划方式。该方法主要利用的人工智能对于能够调整电压变化、功率因数的某组变压器分接头以及电容器组投切变量进行寻找，使得电压变化、功率因数达到限定范围内的最佳值。对于基于人工智能的动态规划来说，其主要受到信息技術、通信技术、时监测技术以及数据分析保存技术等的发展，是现阶段我国相关工作人员关注与研究的重点内容。

2.传统的九区图法进行控制。传统的九区图法是自动投切电容器装置控制方法的一种。相比于依照功率因数、无功功率或是电压的高低进行控制的传统方式，传统九区图法得到了更好的使用。在依照功率因数、无功功率或是电压的高低控制的方法中，主要对于相应参数变化的自动投切电容器组进行了利用，能够将功率因数限定在特定的范围中，完成了无功补偿。但是这样的方法补偿效果较差。而对于传统九区图法来说，虽然也是传统方法的一种，但是控制的效果更好。

在使用传统九区图法时，要依照无功的上下限值以及电压，对电压-无功平面进行区域的划分，需要划出九个区域。对于不同的区域，要使用不同的控制方式。但是，传统九区图法在实际的使用中会产生投切震荡，现阶段已经被相关工作人员进行了优化改进。

3.改进后的九区图法进行控制。在使用改进后的九区图法对自动投切电容器装置进行控制时，要首先使用上述传统九区图法中的内容，将电压-无功平面划分成九个区域。其次，要依照变电产的实际运行状态，划分出两个小区域。要在改进的九区图中建立坐标系，O点为九区图的中心，横坐标为主i变无功Q、纵坐标为系统电压U。其中，+Q代表电力系统向变电站输送的无功、-Q则代表变电站向电力系统倒输的无功;+U代表目标电压的上限、而-U则代表目标电压的下限。

在改进后的九区图中，中间的0区为无功与电压均合格的区域，不需要进行控制，剩余的八个区域为控制区。对于这八个区域，基本的控制要求为：1区表现为电压越上限，需要进行降压控制;2区表现为电压、无功均越上限，需要先进行降压然后投C;3区表现为无功越上限，需要进行投C控制;4区表现为电压越下限且无功越上限，需要先进行投C然后升压;5区表现为电压越下限，需要进行升压控制;6区表现为电压、无功均越下限，需要进行先升压后切C的控制;7区表现为无功越下限，需要进行切C;8区表现为电压越上限且无功越下限，需要先进行切C后进行降压。

另外，基于模糊控制的九区图法也是对自动投切电容器装置进行控制的一种方式。在电力系统中，由于无功调节会对电压造成一定的影响，所以可以使用这种能够实现相互冲突多目标优化的基于模糊控制的九区图法，完成对于自动投切电容器装置有效控制。在无功调节判断中，引进电压状态，并利用受电压影响的模糊边界取代原有的固定边界，能够实现对电压无功动态平衡的充分考量，减少的不必要的分接头调节操作。

三、结语

综上所述，自动投切电容器装置在电力系统中发挥着重要的作用，使用不同的控制方式能够使得自动投切电容器装置发挥出不同的效果。现阶段，基于人工智能的动态规划、传统的九区图法、改进后的九区图法、基于模糊控制的九区图法都能够实现对自动投切电容器装置进行控制，其效果也有了明显的提升。

参考文献：

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