改進電網電壓無功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)分析

摘 要：文章基于電網電壓無功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的改進，主要對多Agent在電壓無功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的應用進行了分析闡述。

關鍵詞：電網；電壓無功優(yōu)化；綜合管理系統(tǒng)；多Agent

1 引言

無功電壓的控制與管理是通過對于整個電力系統(tǒng)來進行分層次，并且對于各自的管理范圍進行分析，從而使得其能夠對于無功電壓進行優(yōu)化，提高電力運行的效率，最終使得電力企業(yè)和企業(yè)都能夠降低成本獲得最高的經濟效益。

2 改進電網電壓無功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的內容設計

改進電網電壓無功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)的內容如下：

電壓無功運行分析——在電網中，于無功電壓進行有效的分析和計算，對于其電壓的質量進行采樣分析，通過研究和計算從而能夠采取相應的方式來改善。

負荷點電壓無功運行情況分析——對于用戶設備進行有功，無功，功率，電壓，損耗等的各個方面的有效分析，從而將相關的建議提出。在對于10千伏的電網所供給的用戶設備的有功，無功，功率，電壓，損耗等進行有效的分析，從而對于其中各個因素進行有效的建議，使得整個電網都能夠在最佳的狀態(tài)進行運行。

負荷點無功補償效益分析——通過選定變壓器的低壓側并聯(lián)電容器的投切記錄來對于其無功電壓進行有效的分析，從而對于無功電壓控制后，各個點因素的改善情況進行有效的分析，綜合來決定其控制的情況。

饋線電壓無功運行情況分析——通過對于電網的各個終端設備的運行情況，損耗情況，電壓穩(wěn)定情況等的分析，對于各個設備都給予改善的因素，從而使得整條線路的運行狀態(tài)最大化改善。

3 電網電壓無功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)-多Agent控制

電力系統(tǒng)在其正常運作的過程中，對于無功電壓的控制應該從整個電力系統(tǒng)中來進行分析，從而使得整個系統(tǒng)中的無功電壓都能夠合理分布，最大程度上降低對于線路的損耗。下面對當前電網電壓無功優(yōu)化綜合管理系統(tǒng)改進發(fā)展中多Agent系統(tǒng)進行分析。

3.1 組織架構

組織架構應該按照上，中，下三個層次的控制方法，通過對于無功電壓控制的時間，空間，目標等的多個視角來對于無功電壓進行控制，這是對于電力系統(tǒng)無功電壓控制的最為基本的思路。電力系統(tǒng)中，對于無功電壓的控制應該是一種多層次的，大規(guī)模的整體優(yōu)化的方式。在正常工況下，對于Agent技術的引入是基于Agent的智能化和其自身獨有的優(yōu)勢的利用。

在引入Agent系統(tǒng)而對于無功電壓進行控制，是使得上中下三層的控制系統(tǒng)和控制裝置都作為能夠智能對于無功電壓進行主動控制的Agent，從而在整個電力系統(tǒng)中作為一個整體的網絡而存在，各個系統(tǒng)或者裝置都能夠根據各自所處的環(huán)境的變化以及其所擁有的自身條件來進行指令的發(fā)出或者智能的調節(jié)，并且各個裝置或者調節(jié)系統(tǒng)都帶有一定的聯(lián)動性，能夠通過組織級Agent來對于各個協(xié)調級Agent進行協(xié)調，并且各個Agent之間也能夠共享組織級Agent所帶來的信息，并且各個Agent都能夠和同級Agent進行其問題的處理反饋。整個過程可以用圖1來進行表示。

3.2 Agent基本功能和任務

結合無功電壓控制物理實際，細化其中各個Agent基本功能和任務。

3.2.1 執(zhí)行級Agent

執(zhí)行級Agent是指處于組織架構最底層的控制級的裝置。（1）以秒級為采樣周期，對于各個Agent裝置所控制的線路的電壓進行數(shù)據分析，從而使得其能夠自行對無功電壓進行控制；以分秒為采樣周期，對于控制裝置所發(fā)生的事件進行數(shù)據的分析，例如：對于發(fā)電機的母線電壓，對于發(fā)電機的無功電壓等。對于本次測試的關鍵位置母線電壓也從其執(zhí)行Agent中進行數(shù)據的獲取，并逐級進行反饋。以小時為采樣周期，對于控制裝置范圍內的其他信息進行收集，并將數(shù)據進行逐級反饋。（2）按照秒級對于線路電壓進行檢測，當電壓的變化幅度超過控制裝置的控制水平時，通過執(zhí)行級對于該線路的無功電壓進行控制，來調節(jié)線路無功電壓的穩(wěn)定性，使得線路的電壓能夠和平時進行溫和，并且由執(zhí)行級Agent將控制信息上傳到協(xié)調級Agent。（3）執(zhí)行級對于協(xié)調級別的Agent以分鐘為單位發(fā)出的電壓控制值進行電壓的調整，但是協(xié)調級Agent對于其值的確定需要建模分析等，往往有著不合理的性質，所以執(zhí)行級的Agent可以通過其自身的智能性質來對于協(xié)調級進行電壓調整的信息反饋，從而在得到確認以后對于電壓進行調整。（4）為了對于執(zhí)行級Agent的智能性進行更為有力的創(chuàng)建，通過對于其進行電壓調整的范例的植入，從而使得其可以在特殊情況下對于電壓進行直接的調整，從而對于協(xié)調級Agent發(fā)布指令的延時性或者其他的特征進行有效的規(guī)避。。

3.2.2 組織級Agent

組織級Agent包括兩大子Agem模塊，一是“區(qū)域劃分”子Agent模塊；二是“全局優(yōu)化控制”子Agent模塊。在電網系統(tǒng)的運行中，由于各種各樣的問題可能導致電網的運行發(fā)生各種不同情況的變化，在此時，無功電壓控制系統(tǒng)中的耦合性也發(fā)生變化，從而必須要對于其控制進行其他方面的協(xié)調，對于控制區(qū)域的有效劃分能夠使得協(xié)調級別的Agent能夠進行更為高效的控制，區(qū)域劃分子Agent模塊一般具有以下的功能和基本的作用：（1）接受執(zhí)行級Agent以小時為周期上傳的系統(tǒng)工況信息；接受表征拓撲結構改變的開關開/合信號量。（2）建立劃分控制區(qū)域的數(shù)學模型，并采用合理的算法求解。（3）將劃分后的控制區(qū)域邊界信息以及每個區(qū)域的指定中樞母線下傳給協(xié)調級Agent，同時，也將每個區(qū)域的中樞母線信息傳遞給組織級全局優(yōu)化控制子Agent模塊。（4）與組織級全局優(yōu)化控制子Agent模塊、執(zhí)行級Agent、協(xié)調級Agent進行通信。

全局優(yōu)化控制子Agent模塊從全局角度建立優(yōu)化模型，求解得到優(yōu)化控制策略解并下發(fā)，其基本任務和功能包括：（1）接受執(zhí)行級Agent以小時為周期上傳的系統(tǒng)工況信息，如節(jié)點功率、電壓等。（2）建立全局優(yōu)化控制模型，并采用合理算法求解，建模與求解周期為小時級。（3）將求解得到的各區(qū)域中樞母線最優(yōu)設定值、控制裝置所在母線電壓及中樞母線電壓對于執(zhí)行級控制變量的靈敏度下發(fā)至協(xié)調級Agent，下發(fā)周期為小時級。（4）與組織級的區(qū)域劃分子Agent模塊、執(zhí)行級Agent、協(xié)調級Agent進行通信。

3.2.3 協(xié)調級Agent

協(xié)調級Agent協(xié)調某控制區(qū)域的多個執(zhí)行級Agent，實現(xiàn)區(qū)域級優(yōu)化控制目標，其基本任務和功能包括：1）根據組織級Agent下發(fā)的區(qū)域邊界信息來確定本協(xié)調級Agent應管轄的區(qū)域，并明確屬于本區(qū)域的執(zhí)行級Agent。2）協(xié)調級Agent通過對于組織級Agent以小時為單位對于信息發(fā)送的接受，如對于關鍵線路的值的設定，對于各種控制器的信息靈敏度的設定等；并且協(xié)調級Agent通過對于執(zhí)行級Agent的以分鐘為單位的信息的上傳的接受，如對于其控制范圍內的線路電壓控制的當前狀況，無功電壓的狀況等，控制區(qū)域內關鍵線路中的電壓的時值等的信息的上傳。3）建立區(qū)域級優(yōu)化控制模型，并采用合理算法求解，建模與求解周期為分鐘級。4）將各執(zhí)行級控制量的最優(yōu)設定值下發(fā)至各執(zhí)行級Agent，下發(fā)周期為分鐘級。5）與組織級Agent、執(zhí)行級Agent進行通信。

參考文獻

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[2]倪建明.區(qū)域電網電壓無功優(yōu)化系統(tǒng)對電網的影響[J].廣東科技，2009，16：177-178.

作者簡介：孫培良（1975，3-）男，漢族，山東即墨人，任職于龍煤礦業(yè)集團股份有限公司雞西分公司榮華一礦通風區(qū)助理工程師，研究方向：電氣工程及自動化。