AVC與變電VQC分層協(xié)調(diào)控制研究

覃飛龍+牛秋野+張青

摘 要：介紹了傳統(tǒng)變電站VQC控制模型及操作流程，由于存在著決策單一化、不能協(xié)調(diào)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行電壓無功控制、不能形成自動閉環(huán)控制等缺點(diǎn)而對電網(wǎng)的高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成了影響。本文通過探討智能AVC與變電站VQC協(xié)調(diào)控制策略，在原有變電站VQC控制的模型上引入地區(qū)AVC控制，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(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。建立起在分散智能AVC控制下的變電站VQC控制模型以及相應(yīng)的控制策略，為區(qū)域電網(wǎng)控制的自動化、經(jīng)濟(jì)化、智能化指出了方向。

關(guān)鍵詞：地區(qū)AVC；VQC；協(xié)調(diào)控制；電壓無功優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.177

0 引言

地區(qū)電壓無功自動控制系統(tǒng)（AVC）與變電站有著密切的聯(lián)系，從電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與全網(wǎng)安全可靠性的角度上，局限于單獨(dú)變電站電壓無功控制（VQC）在操作存在許多缺陷。構(gòu)造VQC與AVC協(xié)調(diào)控制，不僅有利于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整也對地區(qū)電網(wǎng)的無功潮流優(yōu)化有著積極的影響。通過構(gòu)造廣域的聯(lián)合控制優(yōu)化函數(shù)，兼顧地區(qū)電網(wǎng)的潮流控制降低系統(tǒng)事故因不及時控制而導(dǎo)致系統(tǒng)局域瓦解停的現(xiàn)象，同時自動化控制在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上也能減少人員操作帶來的諸多不便。

在現(xiàn)代智能電網(wǎng)建設(shè)中，地區(qū)AVC通常利用SCADA通過數(shù)據(jù)傳輸對節(jié)點(diǎn)電壓、關(guān)口功率等進(jìn)行約束，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的無功潮流調(diào)控，相比單獨(dú)的變電站電壓無功控制，分散AVC控制下的變電VQC控制使電壓無功控制站在電力系統(tǒng)全局的視角，利用協(xié)調(diào)控制使電壓無功控制實(shí)現(xiàn)自動化、智能化。

1 傳統(tǒng)VQC九區(qū)圖控制策略

變電站電壓無功控制是一種自動控制系統(tǒng)，在維持電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行與保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行中扮演著重要的角色，傳統(tǒng)的VQC系統(tǒng)利用九區(qū)圖判斷功率因數(shù)和電壓是否越限，對變電站內(nèi)部的無功補(bǔ)償裝置與電壓調(diào)節(jié)設(shè)施進(jìn)行操作，通過這些手段對變電站進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，可以保證母線電壓規(guī)定在合格范圍內(nèi)，功率因數(shù)與電壓上下限判據(jù)的研究建立在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，它不僅能提高變電站內(nèi)安全穩(wěn)定性同時對當(dāng)?shù)責(zé)o功調(diào)壓有著積極的作用。但與此同時，對站內(nèi)單獨(dú)變量的控制而忽略區(qū)域電網(wǎng)電壓無功控制對區(qū)域系統(tǒng)整體的運(yùn)行全局協(xié)調(diào)性與電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性造成了影響。

2 地區(qū)AVC與變電VQC協(xié)調(diào)控制

在對變電站的協(xié)調(diào)控制中，采用與主網(wǎng)AVC系統(tǒng)分層控制主要把握指令的精確下達(dá)，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(bǔ)償設(shè)備與變壓器的分接頭檔位做出相應(yīng)的調(diào)整，由于智能AVC系統(tǒng)是一種從全局把握的大系統(tǒng)，在AVC系統(tǒng)對電網(wǎng)調(diào)整時，將其分解為各個子系統(tǒng)，利用子系統(tǒng)與變電站VQC構(gòu)建相互的聯(lián)系實(shí)現(xiàn)對各級分變電站完成及時與實(shí)時的控制。在這一控制過程中不僅能跟蹤電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確的控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)對變電站的多目標(biāo)優(yōu)化。

智能AVC分散控制下的變電站電壓無功協(xié)調(diào)控制以構(gòu)建最優(yōu)優(yōu)化函數(shù)為目標(biāo)，在與VQC協(xié)調(diào)中利用調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)各個變電站內(nèi)調(diào)壓設(shè)備和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行電壓無功聯(lián)合在線控制，使得分散安裝在各變電站的控制裝置和相關(guān)軟件構(gòu)成反饋調(diào)節(jié)進(jìn)而自動控制系統(tǒng)。在多目標(biāo)優(yōu)化過程中充分考慮電網(wǎng)中無功的流動，在保證低壓側(cè)母線電壓合格、省網(wǎng)負(fù)荷功率滿足要求的前提下，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)網(wǎng)損最小的分層分區(qū)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。

地區(qū)AVC控制與VQC協(xié)調(diào)控制可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)中利用調(diào)度中心對各個變電站內(nèi)調(diào)壓設(shè)備和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行電壓無功聯(lián)合在線控制，促使分散的各變電站自身控制與區(qū)域電網(wǎng)控制構(gòu)成反饋調(diào)節(jié)進(jìn)而自動控制系統(tǒng)。在多目標(biāo)優(yōu)化過程中充分考慮電網(wǎng)中無功的流動，在保證低壓側(cè)母線電壓合格、省網(wǎng)負(fù)荷功率滿足要求的前提下，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)網(wǎng)損最小的分層分區(qū)的協(xié)調(diào)優(yōu)化。

3 結(jié)論

在智能電網(wǎng)不斷完善的過程中，傳統(tǒng)變電站VQC控制模型因?yàn)榇嬖谥鴽Q策單一化、不能協(xié)調(diào)區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行電壓無功控制、不能形成自動閉環(huán)控制等缺點(diǎn)而對電網(wǎng)的高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成了影響，本文通過探討智能AVC與變電站VQC協(xié)調(diào)控制策略，在原有變電站VQC控制的模型上引入地區(qū)AVC控制，將二者有機(jī)的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(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。建立起在分散智能AVC控制下的變電站VQC控制模型以及相應(yīng)的控制策略，為區(qū)域電網(wǎng)控制的自動化、經(jīng)濟(jì)化、智能化指出了方向。

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