长兴电网的无功优化实用化研究

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1、浙江人学硕士学位论文绪论因而受到普遍关注，也产生了丰富的研究成果，然而由于无功优化的非线性与离散性特点，使得该问题的研究和实践仍然还不很成熟。目前，国内很多地区已经开始对区域电网的电压无功闭环控制进行试点研究。2002年3月，徐州电网区域开始试运电压无功优化控制系统。基于分离原理，采用了两层结构的分散与集中相协调的闭环控制系统，将稳态整定值控制和动态电压控制分别处理。第二级(地调中心)根据最优潮流控制确定第一级(变电站)电压无功控制器的整定值，第一级则随着电压动态变化独立地按整定值进行控制。该系统在设计思想上采用了区域间电压无功协调调整方式，使得各子站的电压无功控制装置可以

2、在主站的统一协调下进行调整，充分发挥各自配合的调节作用；在控制方式上，采用两层的闭环控制，适合各种大小网的运行特点，运行能可靠、安全、能更充分保证提高电网的电能质量；在优化算法上，该系统将传统的最优潮流理论融入实际的全网电压无功调节上；同时该系统的主站在进行电压无功调整也能充分对谐波信息进行分析处理。从该区域电网无功优化控制系统运行实际效果来看，不仅提高了电压质量、地区受电功率因素、降低了网损、减少了有载调压开关的操作次数，同时系统的控制模式也更加安全可靠，从而提高了电网的安全运行水平乜1。2005年1月，长兴电网所辖18座变电所的地区电网无功优化控制系统分批投入了试运行。

3、该AVQC系统以具有模糊边界的“九区间法”为基础衍生了十七域图的控制策略。该策略将电压状态引入无功调节判据，把原先固定的无功上下级边界变为受电压影响的模糊边界。无功调节按照新Q限值，这种方法充分考虑了电压无功动态平衡，使主变分接开关和电容器组控制开关动作合理有效。系统在选择控制方案时，按照优先满足电压合格，其次满足无功合格的次序；如果既不能满足电压合格，又不能满足无功合格，则选用使电压最接近合格范围的的同时又尽可能使无功同时接近合格范围的控制方案。实际应用表明，AVQC系统的投入使得电压波动幅度小，有效地提高了全网各节点电压合格率；在改善无功平衡状态基础上，厂站变压器分头调

4、节次数大大减少，从而相对延长了设备使用年限，降低了设备的故障率和检修次数，减轻了检修人员的劳动强度，提高了设备使用效率”1。尽管国内许多省网及地区电网都在试点区域电网的电压无功优化控制，但由于无功优化的非线性与离散性特点，使得该问题的研究和实践仍然还不很成熟。相对而言，国外发达国家的区域电网电压无功闭环控制比较成熟，许多国家实现了电压无功的三级闭环控制。其中一级为变电站的就地控制，时间为秒级；二级为区域电网的中枢点母线电压控制，时间为分钟级；三级控制为全网的协调优化控制，时间2浙江人学硕上学位论文绪论为几十分钟到小时级．主要原因是国外发达国家的电网更加强壮、实时数据采集与监

5、控系统更加成熟完善。而在我国电力系统中，尽管已经有比较成熟的SCADA系统和能量管理系统，但其实时数据以及设备参数的精度还不够高，导致状态估计的误差较大，严重影响了电力系统分析与控制的高级功能的应用实践。·对此，国内有许多科研单位和高校都在参与研究，在理论界也涌现出了不少研究成果，它们对实际系统的研究起到了良好的借鉴作用。文献[4】针对各变电站VQC分散控制的不足，研制了立足于全网角度合理设置VQC限值，进行全局电压无功优化、各站分散协调控制的系统结构和软件功能。该系统主站基于已有的调度自动化系统在未来一天的预测负荷基础上利用基于专家知识的遗传算法求解该无功优化模型，并根据

6、求出的电压无功最优曲线结合负荷实际情况整定出VQc控制范围，下发至各站VQC设备，完成闭环控制。文献【5】提出了全网无功电压优化集中自动控制系统。该系统的优化目标全网网损尽量小、各节点电压合格率尽量高，控制对象为各变电所有载调压变压器分接头调节与电容器投切；借助调度自动化的SCADA功能，实现对全网无功电压的优化和集中自动控制。该系统在江苏的泰州、兴化、丹阳等供电局使用取得了很好的效果。文献[6】在现有地调主站的调度自动化系统(SCADA／EMS)基础上，提出了地区电网无功优化实时控制系统，SCADA将实时的数据断面发送给EMS，EMS利用遗传算法求解整个电网的无功优化问题

7、，并根据优化解给出控制方案，再通过SCADA系统的下行命令通道执行优化控制方案，完成闭环控制。但这种控制方案中的无功优化算法中，没有考虑变压器、电容器的连续调整要求，可能会造成调节设备的频繁操作。文献[7】在对地区电网无功实时优化问题进行分析时，考虑控制动作顺序对优化控制效果的影响，设计了改进的优化控制策略，根据有功网损控制效力及电压控制效力来分别确定正常情况下及故障情况下控制动作的先后顺序，避免了控制量同时变化引起的振荡。由于该文只考虑了控制动作顺序，而未计及调节设备的次数约束，因而也很难保证调节设备的调节要求。