基于Petri网的变电站电压协调控制

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1、第25卷第3期电力科学与工程V01．25，No．3142009年3月ElectricPowerScienceandEngineeringMar．，2009基于Petri网的变电站电压协调控制高红亮，郭金莲，范晓丹(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：介绍了一种基于Petri网的变电站电压协调控制策略。控制策略采用两层分层控制原则：底层为有载调压变压器、电容器组投切和低压减载设备，其控制器各自独立动作，同时接受上层的协调控制信号；上层为协调监控器。在仿真平台Dymola上仿真分析，验证了控制

2、策略的可行性。关键词：Petri网；变电站；电压控制中图分类号：TM761文献标识码：A电站电压综合控制方法。0引言Petri网是一种系统描述和模拟的数学和图形分析工具。Petri网可以较好的描述系统的结构，电力系统无论是在稳态运行状态，还是在紧急表示系统中的并行、同步、冲突及因果依赖关系，运行状态以及崩溃状态，其动态为都呈现为既有连以网图的形式简洁、直观地模拟离散事件系统，分续动态又有非连续动态的特征。例如，发电机及其析系统的动态性质，易于在所构建的模型基础上直控制器，其动态是续的；而对于继电保护、有载调接实现

3、控制系统。压变压器(OLTC)、安全自动装置以及一些FACTS设备，其动态行为表现为离散事件动态行为。尤其1系统模型在电力系统发生大扰动过程中，系统的断续控制动作(又称为离散事件)与系统物理设备的连续动态电力系统模型可由一组高阶非线性微分一代数行为交织在一起，相互作用，相互影响，致使电力一不等式方程来表示：系统成为一个强非线性、非纯一的复杂动态系。通=厂(，)(1)常，将具有连续动态与离散事件动态，且这两种动态相互作用相互影响的系统称为混杂动态系统。电g(x，u)-0(2)力系统是一个典型的混杂动态系统n。电压安

4、全控制系统是电力系统中的重要设施，h(x，)0(3)用于在负载波动和输电线路故障干扰情况下保证中微分方程(1)描述的是与电压稳定有关的动长期输电质量，其目标是使电力控制系统对突发故态元件，如发电机、控制器及动态负荷等设备的微障或大幅度负载改变时有快速并有效的反应，避免分方程；代数方程(2)描述的是节点之间功率传电力系统发生崩溃瞳】。输关系、受传输网络影响的代数方程；不等式3是变电站电压控制是保证电压质量和提高电网可指各种安全约束。靠性必不可少的措施。变电站电压控制的大都是离首先研究单负荷、单有载调压变压器和带有并

5、散事件控制动态行为，如：有载调压变压器分接头联电容器组的系统，如图1所示。系统包括了影响调节、并联电容器的投切和低压减载等。基于电压电压行为的主要的组成部分。这个例子可以用于混控制的离散特性，本文提出基于Petri网理论的变杂系统的综合控制与分析。收稿日期：2009-01-09．作者简介：高红亮(1982一)，男，华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生第3期高红亮，等基于Petri网的变电站电压协调控制l5(勋+0．02，if(v-v3<-~andn(k)

6、E)andn(k)>曲其中线路电抗，=]是动态状态向量。J，=[]为包含负荷母线的电压振幅相位，是代数状态向量。输入向量是=[刀l2变电站电压控制策略目前，对变电站自动化系统中加入的电压／无功综合控制装置大多采用九区图或改进的九区图法来进行运行状态的划分和控制策略的制定口。采用九区图法容易出现可控装置振荡动作的现象：改进的九区图法在变电站综合电压／无功控制中虽然发挥了很好的作用，但还存在一些不足，例如：(1)目前运行着的变电站无功综合控制装置，基本上都是仅仅采用一个变电站的运行参数，仅在一个变电站范围内进行无功／

7、电压的自动控制，不能顾到整个配电网的运行工况，可能发生这样的情况：从本变电站看，低压侧电压偏低，应调节有载调压变压器的分接头来升高电压；但从全网运行状况来看，则有更好的方法，不必调节分接头。(2)不能在系统事故时，采用与正常时不同的控制方式，否则可能会增加事故的后果，特别在重负荷低电压的时候。VoV针对变电站电压控制中存在的离散特性，本文sinJ(9)探讨一种基于Petri网理论的变电站电压控制策略。c一(10)控制策略采用两层分层控制原则。底层为有载调压变压器、电容器组投切和低压减载设备，这些控制器各自独立动作

8、，同时接受上层的协调控制信号，其模型采用Petri网进行描述；上层为协调监控器。新的控制策略不仅能够避免OLTC分接头调节、并【f专)l)联电容器投切所引起的各控制器间无协调的反复动一寺+(一)J作问题，还可以接收上一级调度的广域电压协调控制命令，协助实现广域电压稳定控制。2．1底层控制器Petri网模型～=VoV1(12)常规的O【C控制是一个带有延时和死区的简单的增减