智能AVC下的變電VQC分區聯調控制研究

覃飛龍　牛秋野　張青

摘 要：考慮到傳統變電站VQC（變電站電壓無功控制）策略存在單一局限的缺陷，不能從系統全局的層面實現整體化電壓無功控制，從而對電網的穩定、經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分區聯調控制策略，利用貝葉斯分類理論對的區域變電站分區化處理，通過建立AVC控制下的變電站VQC控制模型以及相應的控制策略，實現變電VQC分區聯調從而保證區域電網全局電壓無功優化。

關鍵詞：智能AVC；VQC；分區聯調控制；電壓無功控制

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

1 引言

電力系統的的穩定與整體經濟性運行對區域的供電質量有著重大影響，傳統變電站電壓無功控制策略是一種適應于局部范圍內的電壓無功的優化手段，隨著AVC不斷深入智能電網的發展的過程中，這種傳統變電控制手段在控制效果、控制的智能化及一體化、區域變電近景年及遠景年電力規劃等方面存在的缺陷被愈來愈明顯的體現出來。AVC技術在國外比較成熟，而目前在國內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，結合區域供電范圍變電站的負荷發展動態趨勢對區域內所有變電站進行分區，利用智能AVC系統對區域內變電站出口側下達電壓指令及功率因數指令從而達到聯調控制的目的。

2 貝葉斯分類理論下的區域變電站分區化

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

3 智能AVC下的變電VQC分區聯調控制

在對地區變電站的分區聯調控制中，通過智能AVC系統對分區化的區域所有變電站下達指令，從超高壓、特高壓變電站到110k V及配網變電站實施逐級分層分區，將全網的電壓調整計劃與母線側功率因數調整范圍計劃落實到各級電網，在針對某一級電網中按照貝葉斯分區法對各個變電站及變電范圍區域細化分類區間，在細化的子區間內與當地變電站VQC控制聯合調控，對站內分接頭調整與分層控制主要把握指令的精確下達，通過將上級電網AVC給出的變電站母線電壓調整計劃下發給各個變電站，變電站接受相應的調整計劃對站內的無功補償設備與變壓器的分接頭檔位做出相應的調整。計劃的下達與信息的交互流通建立在SCADA系統之上，由于這種系統能工作在遠動及群控的領域，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的AVC系統協調運行時也可以實現實時數據交互，從而達到在對逐級分層分區下聯調控制。

由于考慮到變電范圍區域，智能AVC控制下的變電站電壓無功分區聯調控制以全局的電壓無功優化為目標進而構建多目標優化函數，控制變量選擇為各個變電站內調壓設備、母線二次側無功補償設備、發電機機端電壓等。由于對單一級電網的所用變電站依據貝葉斯分區法進行區域劃分，劃分的尺度在橫向上為預測前及預測后時間，在縱向上按照變電范圍區域的負荷密度及變動趨勢的概率函數規劃，考慮到在對相鄰區域的聯調過程中存在著無功相互影響，需要在相鄰區的邊界處采取功率解耦控制，并設定關口功率因數約束及流動功率約束使AVC控制下的變電站分區的子區域無功功率及有功功率平衡。

智能AVC下的變電VQC分區聯調控制具體操作步驟為：（1）通過SCADA數據監測與采集系統對電網中各個變電站的母線出口功率及功率因數等相關數據進行采集與監測，將采集到當前運行狀態的數據存儲并上傳到AVC系統中。（2）對變電范圍區域的當前負荷種類及負荷密度與大小進行統計。（3）由于缺乏未來變電區域負荷數據，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定區域概率密度函數，利用貝葉斯分類理論對現有模糊識別變電區域分區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變電區域分區。（4）在已分區的前提下，由各區的負荷計劃擬定AVC系統下達的電壓、無功指令計劃，通過對當前數據判斷分析后由AVC系統對全網電壓無功動態優化，將優化后的結果以指令形式下達給各子區域變電站，實現智能AVC下的變電VQC分區聯調控制。

4 結論

智能AVC下的變電VQC分區聯調控制建立在貝葉斯理論對各個電壓等級電網下所屬變電站樣本集合的劃分，利用變電區域的負荷特性構建概率密度函數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表達式和先驗概率轉換為后驗概率，最后根據后驗概率大小進行分區。利用最終的分區策略確定各個區需要制定的AVC下達的電壓無功調整計劃，實現全網電網電壓無功自動控制與變電站電壓無功控制的閉環控制。

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