關(guān)于混成電力系統(tǒng)及其靜態(tài)電壓穩(wěn)定性研究

國網(wǎng)敖漢旗供電公司 金淑娜

關(guān)于混成電力系統(tǒng)及其靜態(tài)電壓穩(wěn)定性研究

國網(wǎng)敖漢旗供電公司 金淑娜

隨著社會的不斷發(fā)展，我國電力的規(guī)模也在逐漸擴大。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足人們的需求，主要表現(xiàn)為電壓的穩(wěn)定性不高、電力技術(shù)的使用手段落后等等。針對以上問題，混成電力系統(tǒng)出現(xiàn)，它主要是以“信息處理技術(shù)”為主，依靠子系統(tǒng)的構(gòu)建來完善電力處理方法，以達到靜態(tài)電壓穩(wěn)定的目的。本文從混成系統(tǒng)的定義和特點出發(fā)，對靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性進行深入研究。

混成電力系統(tǒng)；靜態(tài)電壓；穩(wěn)定性；研究

一、前言

混成系統(tǒng)主要是指以“動態(tài)”為主的連續(xù)性變量系統(tǒng)與以“離散”為主的事件系統(tǒng)的結(jié)合，二者共同形成了電力混成體系?；斐呻娏€涵蓋了許多方面，它集合了科學(xué)、數(shù)學(xué)以及信息技術(shù)，對電力進行了整合，使電力工業(yè)進入了穩(wěn)定性發(fā)展的階段。

二、混成系統(tǒng)的研究

（一）混成系統(tǒng)的定義與特點

電力混成系統(tǒng)涉及到的內(nèi)容非常全面，它包括數(shù)學(xué)中的非線性規(guī)劃、工程學(xué)中的隨機過程以及邏輯學(xué)中的時態(tài)理念。正是這種多樣化使得混成系統(tǒng)有著先進性的體現(xiàn)。從一般定義上來講，混成技術(shù)就相當(dāng)于總體系統(tǒng)中的決策部分，它能夠?qū)⒏髯酉到y(tǒng)聯(lián)系起來，并且以離散驅(qū)動的方式進行組合。從整體性來講，混成系統(tǒng)是離散事件系統(tǒng)與連續(xù)性變動系統(tǒng)的結(jié)合。另外，混成系統(tǒng)的特點主要從四個方面表現(xiàn)出來。第一，復(fù)雜性?；斐上到y(tǒng)內(nèi)部有不同的子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的特點和運行方式也不盡相同。它們都以不同的動態(tài)形式呈現(xiàn)出來，并且在不斷的進行變化。其中變量都具有連續(xù)性和離散性，無法進行統(tǒng)一的管理。混成系統(tǒng)會定時為子系統(tǒng)發(fā)布定向指標(biāo)，子系統(tǒng)要根據(jù)實際的工作量進行調(diào)節(jié)。因此，時間設(shè)定的過程也是不同的。這種動態(tài)性與不一性使得混成系統(tǒng)的復(fù)雜性得以體現(xiàn)[1]。第二，混合性。從混成系統(tǒng)的名稱中就可以看出，混合型是它的主要特征之一。這種混合表現(xiàn)在不同的方面。首先是信息之間的混合。混成系統(tǒng)能夠?qū)⒏餍畔⑦M行統(tǒng)一，在分類設(shè)置的情況下予以計算，體現(xiàn)信息處理的精準(zhǔn)化。其次，結(jié)構(gòu)上的混和。混成系統(tǒng)下的結(jié)構(gòu)有單一的獨立模型，也有集合性模型。這種多形式的結(jié)合使得混成系統(tǒng)處理問題的方式更加快速。第三，交互性?；斐上到y(tǒng)不是獨立運行的，它與子系統(tǒng)之間有著一定的聯(lián)系，能夠在模型建立與運算的過程中進行合作，并保障混成系統(tǒng)的運行質(zhì)量。第四，實時性。實時性主要體現(xiàn)在時間的設(shè)定上。混成系統(tǒng)不是連續(xù)性或者是無序化的運動，它有著嚴(yán)格的時間要求。設(shè)計人員可以根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)動態(tài)進行時間設(shè)定，以“任務(wù)量”作為主要標(biāo)準(zhǔn)，以結(jié)構(gòu)的緊密性為構(gòu)建目標(biāo)，進行實時系統(tǒng)的覆蓋[2]。

（二）混成系統(tǒng)的建模

混成系統(tǒng)的建模方式主要分為兩種，一種是層次型建模，另一種是關(guān)系建模。從層次型建模的角度來講，混成系統(tǒng)主要由三個層次進行有機合成。三個層次分別為上層、接口層與底層。上層的任務(wù)是以邏輯性語言編碼的形式來對變量進行控制。它可以依照底層的任務(wù)量進行有效的分化，利用控制器將每一部分進行統(tǒng)一管理。另外，它還可以分辨出不同指令的要求，利用連續(xù)性動態(tài)系統(tǒng)將信息進行分析。第二，接口層也相當(dāng)于混成建模的中心部分。它主要是作為底層與上層之間的信息傳輸紐帶，實現(xiàn)任務(wù)的交換。在這一過程之中，接口起到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的作用，可以實現(xiàn)信息資源之間的共享與信號的傳達。通過信號的處理，可以對混成系統(tǒng)的本質(zhì)環(huán)節(jié)進行響應(yīng)。第三，底層部分。底層部分是整個混成系統(tǒng)建模的有效保障。它能夠根據(jù)實際情況對上層任務(wù)進行優(yōu)化，對接口層的信息進行調(diào)整?；斐上到y(tǒng)建模的好處就在于它可以利用現(xiàn)有技術(shù)進行集成，在上層直接控制的基礎(chǔ)上，進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。由最高控制中心進行命令發(fā)布。它既可以對這個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行把控，還能夠在局部區(qū)域上進行內(nèi)容處理，做到信息的最優(yōu)化。其次，從關(guān)系建模的角度來講，它主要是在混成系統(tǒng)的單一模塊處進行分析，在此前提下進行系統(tǒng)的綜合控制。關(guān)系建模具有連續(xù)性與離散性兩大特點。它能夠在語言編程的基礎(chǔ)上形成自身的系統(tǒng)優(yōu)勢，利用動態(tài)圖將混成模型描述出來，并對操作程序進行定時，將每個離散的小模塊進行整合。最終，利用分析工具將各數(shù)據(jù)進行組合排列，在連續(xù)性時間內(nèi)進行結(jié)果展示[3]。

三、混成電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓控制分析

（一）總體控制戰(zhàn)略

混成電力系統(tǒng)的總體控制戰(zhàn)略在于各階層的整合與分布上。以“東北電網(wǎng)混成系統(tǒng)”為例，它采用了階層連續(xù)控制的方法。最高處理與指揮層主要以電力系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度為主，在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上進行總體控制。首先，最高指揮系統(tǒng)對每個模塊中心處的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，將電力的任務(wù)予以擴充。接著設(shè)計數(shù)據(jù)節(jié)點，在各節(jié)點處安裝監(jiān)控裝置，根據(jù)發(fā)電量對電壓狀態(tài)以及變電運維過程進行控制。另外，系統(tǒng)每向一個控制節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳遞，子系統(tǒng)就會將這一過程記錄，并且以電壓節(jié)點為分布體系，對存儲的狀態(tài)量進行顯示。這種方式的最大好處在于它能夠確定電壓的合格率，從而實現(xiàn)靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性控制。同時，在電壓分布體系中，每節(jié)點的電壓都應(yīng)該達到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，最高指揮中心會進行時時檢測，查看其安全位置的分布以及動態(tài)情況的顯示。指揮系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換，以圖形的方式表現(xiàn)出來，從而使系統(tǒng)調(diào)度人員得到明示。總而言之，最高層的任務(wù)是對整體系統(tǒng)進行把控，在形成科學(xué)性判斷的基礎(chǔ)上進行事件的處理，將指令進行下達。其次，中心處理決策和操作層。在中心處理決策與操作層，系統(tǒng)的主要任務(wù)是進行數(shù)據(jù)的整合與狀態(tài)性評估。在混成系統(tǒng)之中，數(shù)據(jù)通常以動態(tài)的形式呈現(xiàn)出來，連續(xù)性發(fā)送會則會造成靜態(tài)電壓不穩(wěn)定的情況[4]。

（二）混成電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性方法分析

在混成電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性控制方法中，關(guān)鍵節(jié)點的選取是非常重要的。試想一下，如果同一電路中所承受的電壓負載量過大，它的穩(wěn)定性就會相對下降。我們可以根據(jù)電壓的整體數(shù)值進行關(guān)鍵節(jié)點的劃分，將整個電網(wǎng)分成不同的電壓控制區(qū)域，并且在各區(qū)域中設(shè)置一個關(guān)鍵節(jié)點，通過分步制約的方法進行研究。另外，節(jié)點的選取非常重要[5]。第一，它要滿足所控制電壓的數(shù)值是均等的。第二，混成系統(tǒng)的內(nèi)部發(fā)電廠有勵磁裝置，它可以設(shè)定電壓的基本數(shù)值，將無功功率進行量向切除，以變換變壓器接頭的方式實現(xiàn)端口的靈活轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)庫內(nèi)部還有運算處理的功能，它可以根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性進行方案規(guī)劃，在各類方案有效組合的基礎(chǔ)上形成一種最優(yōu)控制鏈條，并按照系統(tǒng)的實際要求進行電壓調(diào)整，以達到靜態(tài)電壓穩(wěn)定的目的。第三，注意關(guān)鍵節(jié)點的選取時間。我們一般將時間設(shè)定在系統(tǒng)電壓較為穩(wěn)定，電力載波浮動較小的時刻。這樣能夠準(zhǔn)確的反映電壓的變動情況，做出最及時的分析[6]。

四、結(jié)論

綜上所述，本文從混成電力系統(tǒng)的定義與特點出發(fā)，對系統(tǒng)的方式已經(jīng)電壓穩(wěn)定的控制方法進行了分析。從而得出：混成電力系統(tǒng)有著很強的適用性，它能夠在連續(xù)性控制的基礎(chǔ)上使電壓達到穩(wěn)定的狀態(tài)，從而為我國電力的安全運行奠定良好基礎(chǔ)。

[1]牛朋超.基于模態(tài)分析理論的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究[D].西南交通大學(xué),2010.

[2]胡慧艷.考慮靜止無功補償器影響的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究[D].廣西大學(xué),2008.

[3]伍新.基于混成控制理論的分布式風(fēng)力發(fā)電友好并網(wǎng)研究[D].長沙理工大學(xué),2013.

[4]李莎.光伏電源友好并網(wǎng)功率接口及混成并網(wǎng)控制研究[D].長沙理工大學(xué),2013.

[5]張曉參.基于混成控制理論的智能配電網(wǎng)自愈控制研究[D].鄭州大學(xué),2015.

[6]盧強,胡偉.混成電力控制系統(tǒng)及其應(yīng)用[A].中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會.第二十三屆中國控制會議論文集(下冊）[C].中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會:,2004:5.

金淑娜（1979—)，女，內(nèi)蒙古赤峰敖漢人，大學(xué)本科，中級工程師，研究方向：電力工程。