智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制研究

覃飛龍　牛秋野　張青

摘 要：考慮到傳統(tǒng)變電站VQC（變電站電壓無功控制）策略存在單一局限的缺陷，不能從系統(tǒng)全局的層面實現(xiàn)整體化電壓無功控制，從而對電網(wǎng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟運行造成了消極的影響。故本文通過探討智能AVC（自動電壓控制）與變電站VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制策略，利用貝葉斯分類理論對的區(qū)域變電站分區(qū)化處理，通過建立AVC控制下的變電站VQC控制模型以及相應(yīng)的控制策略，實現(xiàn)變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)從而保證區(qū)域電網(wǎng)全局電壓無功優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：智能AVC；VQC；分區(qū)聯(lián)調(diào)控制；電壓無功控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.125

1 引言

電力系統(tǒng)的的穩(wěn)定與整體經(jīng)濟性運行對區(qū)域的供電質(zhì)量有著重大影響，傳統(tǒng)變電站電壓無功控制策略是一種適應(yīng)于局部范圍內(nèi)的電壓無功的優(yōu)化手段，隨著AVC不斷深入智能電網(wǎng)的發(fā)展的過程中，這種傳統(tǒng)變電控制手段在控制效果、控制的智能化及一體化、區(qū)域變電近景年及遠景年電力規(guī)劃等方面存在的缺陷被愈來愈明顯的體現(xiàn)出來。AVC技術(shù)在國外比較成熟，而目前在國內(nèi)也逐漸受到了專家的青睞，在與變電站配合進行遠程控制中，結(jié)合區(qū)域供電范圍變電站的負荷發(fā)展動態(tài)趨勢對區(qū)域內(nèi)所有變電站進行分區(qū)，利用智能AVC系統(tǒng)對區(qū)域內(nèi)變電站出口側(cè)下達電壓指令及功率因數(shù)指令從而達到聯(lián)調(diào)控制的目的。

2 貝葉斯分類理論下的區(qū)域變電站分區(qū)化

按照負荷指標法下的區(qū)域變電站分區(qū)化出于能將AVC的指令有目的性與針對性的下發(fā)給區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的各個子區(qū)域電網(wǎng)，作為輔助電網(wǎng)負荷規(guī)劃與城市規(guī)劃的簡單有效手段，負荷密度指標法以荷特性相似的子區(qū)域為切入點，利用統(tǒng)計模糊識別將整個地區(qū)分區(qū)化，在對區(qū)域變電站進行分類時，由于專家未知整個地區(qū)分類類別的概率分布情況，所以需要對區(qū)域樣本集合進行訓練，將特征矢量來作為判斷區(qū)域變電站分類的證據(jù)，利用貝葉斯將矢量式展開求取似然率測試規(guī)則，進而實現(xiàn)區(qū)域變電站合理分區(qū)化。

3 智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制

在對地區(qū)變電站的分區(qū)聯(lián)調(diào)控制中，通過智能AVC系統(tǒng)對分區(qū)化的區(qū)域所有變電站下達指令，從超高壓、特高壓變電站到110k V及配網(wǎng)變電站實施逐級分層分區(qū)，將全網(wǎng)的電壓調(diào)整計劃與母線側(cè)功率因數(shù)調(diào)整范圍計劃落實到各級電網(wǎng)，在針對某一級電網(wǎng)中按照貝葉斯分區(qū)法對各個變電站及變電范圍區(qū)域細化分類區(qū)間，在細化的子區(qū)間內(nèi)與當?shù)刈冸娬綱QC控制聯(lián)合調(diào)控，對站內(nèi)分接頭調(diào)整與分層控制主要把握指令的精確下達，通過將上級電網(wǎng)AVC給出的變電站母線電壓調(diào)整計劃下發(fā)給各個變電站，變電站接受相應(yīng)的調(diào)整計劃對站內(nèi)的無功補償設(shè)備與變壓器的分接頭檔位做出相應(yīng)的調(diào)整。計劃的下達與信息的交互流通建立在SCADA系統(tǒng)之上，由于這種系統(tǒng)能工作在遠動及群控的領(lǐng)域，所以在變電站的電壓無功綜合控制以及主站與子站的配合乃至與全網(wǎng)的AVC系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行時也可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交互，從而達到在對逐級分層分區(qū)下聯(lián)調(diào)控制。

由于考慮到變電范圍區(qū)域，智能AVC控制下的變電站電壓無功分區(qū)聯(lián)調(diào)控制以全局的電壓無功優(yōu)化為目標進而構(gòu)建多目標優(yōu)化函數(shù)，控制變量選擇為各個變電站內(nèi)調(diào)壓設(shè)備、母線二次側(cè)無功補償設(shè)備、發(fā)電機機端電壓等。由于對單一級電網(wǎng)的所用變電站依據(jù)貝葉斯分區(qū)法進行區(qū)域劃分，劃分的尺度在橫向上為預(yù)測前及預(yù)測后時間，在縱向上按照變電范圍區(qū)域的負荷密度及變動趨勢的概率函數(shù)規(guī)劃，考慮到在對相鄰區(qū)域的聯(lián)調(diào)過程中存在著無功相互影響，需要在相鄰區(qū)的邊界處采取功率解耦控制，并設(shè)定關(guān)口功率因數(shù)約束及流動功率約束使AVC控制下的變電站分區(qū)的子區(qū)域無功功率及有功功率平衡。

智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制具體操作步驟為：（1）通過SCADA數(shù)據(jù)監(jiān)測與采集系統(tǒng)對電網(wǎng)中各個變電站的母線出口功率及功率因數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集與監(jiān)測，將采集到當前運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)存儲并上傳到AVC系統(tǒng)中。（2）對變電范圍區(qū)域的當前負荷種類及負荷密度與大小進行統(tǒng)計。（3）由于缺乏未來變電區(qū)域負荷數(shù)據(jù)，所以需要通過模糊識別進行主觀概率估計，再引入專家的決策設(shè)定區(qū)域概率密度函數(shù)，利用貝葉斯分類理論對現(xiàn)有模糊識別變電區(qū)域分區(qū)下評估的主觀概率進行修正，利用由貝葉斯理論求出的后驗概率進而對各級電網(wǎng)變電區(qū)域分區(qū)。（4）在已分區(qū)的前提下，由各區(qū)的負荷計劃擬定AVC系統(tǒng)下達的電壓、無功指令計劃，通過對當前數(shù)據(jù)判斷分析后由AVC系統(tǒng)對全網(wǎng)電壓無功動態(tài)優(yōu)化，將優(yōu)化后的結(jié)果以指令形式下達給各子區(qū)域變電站，實現(xiàn)智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制。

4 結(jié)論

智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制建立在貝葉斯理論對各個電壓等級電網(wǎng)下所屬變電站樣本集合的劃分，利用變電區(qū)域的負荷特性構(gòu)建概率密度函數(shù)以及模糊識別得到先驗概率，利用貝葉斯理論將先前得到的條件概率密度參數(shù)表達式和先驗概率轉(zhuǎn)換為后驗概率，最后根據(jù)后驗概率大小進行分區(qū)。利用最終的分區(qū)策略確定各個區(qū)需要制定的AVC下達的電壓無功調(diào)整計劃，實現(xiàn)全網(wǎng)電網(wǎng)電壓無功自動控制與變電站電壓無功控制的閉環(huán)控制。

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