陳穎瑜

摘 ?要 ?過(guò)去一段時(shí)期里，在研究無(wú)功電壓控制分區(qū)課題時(shí)，大多采用的是電氣距離定義分析方法，但在該理論支撐下的無(wú)功電壓分區(qū)存在一定的局限性?；诖?，在構(gòu)建了無(wú)功源控制空間框架的基礎(chǔ)上，憑借待分區(qū)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的每一維表示的對(duì)應(yīng)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)對(duì)它的控制能力，將傳統(tǒng)的電網(wǎng)分區(qū)問(wèn)題當(dāng)作數(shù)學(xué)高維空間聚類問(wèn)題進(jìn)行處理。本文就針對(duì)基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)進(jìn)行研究，以期相關(guān)研究?jī)?nèi)容更夠?yàn)閷?shí)踐工作帶來(lái)有益的借鑒。

關(guān)鍵詞 ?無(wú)功源控制;空間聚類分析;無(wú)功電壓;分區(qū)

中圖分類號(hào)：TM761 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1671-7597（2014）21-0030-01

通過(guò)借鑒以往有關(guān)無(wú)功電壓分區(qū)項(xiàng)目的研究成果，提出新的電氣距離定義，并且，借助凝聚的層次聚類算法及相關(guān)理論內(nèi)容，針對(duì)無(wú)功電壓控制的分區(qū)問(wèn)題進(jìn)行深入探究，并將所得結(jié)論付諸于實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)實(shí)踐表明，在無(wú)功源控制空間聚類分析計(jì)算方法下的無(wú)功電壓分區(qū)模式極為可行，為推進(jìn)電力系統(tǒng)調(diào)度中心實(shí)際工作的順利執(zhí)行提供了強(qiáng)有力的理論支撐。

1 ?在傳統(tǒng)控制方案影響下的無(wú)功電壓分區(qū)研究綜述及其局限性分析

從長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐來(lái)看，有關(guān)無(wú)功電壓控制問(wèn)題的研究具備一定的現(xiàn)實(shí)意義，因其對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性都有著直接影響，國(guó)內(nèi)外的科研人員對(duì)此項(xiàng)課題的研究項(xiàng)目十分重視，并將諸多可行性措施應(yīng)用到實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中，且取得了良好的反饋。

1）無(wú)功電壓控制分區(qū)研究?jī)?nèi)容概述。最初，以法國(guó)為首的西方國(guó)家率先提出了分級(jí)電壓控制方案，并很快將該方案應(yīng)用到本國(guó)以及周邊國(guó)家的電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域之中，取得了較好的實(shí)踐成果[1]。在后來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，多采用分級(jí)電壓控制策略來(lái)滿足市場(chǎng)需求。在分級(jí)電壓控制中，電網(wǎng)被劃分成彼此解耦的區(qū)域，且每一個(gè)區(qū)域都是由單個(gè)或者多個(gè)中樞母線以及多臺(tái)受控發(fā)電機(jī)所構(gòu)成，實(shí)際上，分級(jí)電壓控制是將整個(gè)電網(wǎng)環(huán)境劃分成不同的區(qū)域來(lái)進(jìn)行輸送電，以此來(lái)滿足不同電壓控制等級(jí)下的電力需求。

2）現(xiàn)有電氣距離定義在無(wú)功電壓控制分區(qū)研究中的不足。從整體來(lái)看，現(xiàn)有的電氣距離定義存在一定的缺陷，往往不能夠滿足當(dāng)下電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，其具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，在實(shí)際的電壓控制環(huán)節(jié)中，通常需要借助單片機(jī)等硬件設(shè)備來(lái)輔助系統(tǒng)順利運(yùn)行，因此，現(xiàn)有的電氣距離定義大多是從電網(wǎng)本身的框架結(jié)構(gòu)的角度來(lái)權(quán)衡，這樣一來(lái)，很可能就將電網(wǎng)中的一級(jí)調(diào)節(jié)設(shè)備的控制作用弱化處理掉，這就導(dǎo)致了實(shí)際運(yùn)行與原始方案設(shè)計(jì)之間存在著一定的差異;其二，盡管目前所采用的無(wú)功電壓分區(qū)方式較為可行，但也由于數(shù)據(jù)對(duì)象的坐標(biāo)計(jì)算較為繁雜，所以，若想使大部分聚類算法都順利取得多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，則并非易事，通常還需要進(jìn)行坐標(biāo)分配計(jì)算的過(guò)程，這樣一來(lái)，就影響了整個(gè)分區(qū)過(guò)程的時(shí)效性，而且，不利于聚類算法的實(shí)際應(yīng)用[2]。

2 ?基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)研究

從以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及研究成果來(lái)看，現(xiàn)有電氣距離定義在無(wú)功電壓控制分區(qū)研究中存在著一定問(wèn)題，已經(jīng)不適用于我國(guó)當(dāng)前電網(wǎng)環(huán)境的維護(hù)與管理。因此，只有鉆研出新的電氣距離定義，并將其應(yīng)用到無(wú)功電壓分區(qū)方案中，才有可能從根本上彌補(bǔ)傳統(tǒng)分析計(jì)算模式下的不足之處。在現(xiàn)階段的科研水平下，基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案將是推進(jìn)該項(xiàng)目研究成果的不二之選。

1）淺析無(wú)功源控制空間。從理論上講，針對(duì)無(wú)功電壓的控制分區(qū)實(shí)則可用兩方面內(nèi)容來(lái)體現(xiàn)整個(gè)過(guò)程，一方面，由于電網(wǎng)環(huán)境中的電力負(fù)荷是在不斷變化中尋求平衡，因此，整個(gè)電網(wǎng)環(huán)境中母線的電壓波動(dòng)是長(zhǎng)期存在的，在進(jìn)行電力能源控制分區(qū)時(shí)，則需要考量電壓波動(dòng)的問(wèn)題，從而保證無(wú)功源控制過(guò)程的穩(wěn)定性;另一方面，因?yàn)樘幵诙?jí)層面上的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)保持在實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，則在電壓控制作用的影響下，能夠在一定程度上將中樞母線電壓波動(dòng)進(jìn)行弱化處理，進(jìn)而間接起到了控制電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或機(jī)組設(shè)備的無(wú)功出力的作用，由此可見，整個(gè)電力中控系統(tǒng)中的負(fù)荷母線電壓變化情況極可能是由發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力所造成的波動(dòng)現(xiàn)象[3]。從整個(gè)無(wú)功源控制的過(guò)程中可以清楚的看到，針對(duì)電力系統(tǒng)功率的靈敏度求解極為重要，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是運(yùn)用一種逐級(jí)歸類的模式將系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的功率進(jìn)行求解，從而得出關(guān)于無(wú)功源控制電壓分區(qū)的最終結(jié)論。

2）在無(wú)功源控制空間聚類分析方法影響下的無(wú)功電壓分區(qū)。通過(guò)研究無(wú)功源控制空間的內(nèi)容以后，能夠明確這樣一個(gè)問(wèn)題，即無(wú)功電壓控制的分區(qū)問(wèn)題可用一種典型的聚類問(wèn)題求解過(guò)程來(lái)替代，也就是憑借由無(wú)功源所生成一種數(shù)據(jù)對(duì)象的集合數(shù)據(jù)來(lái)處理實(shí)際問(wèn)題。這是一種較為理想化的無(wú)功源控制電壓分區(qū)模式，該方法能否得到有效驗(yàn)證，則要從實(shí)踐的角度來(lái)具體分析。實(shí)際上，我國(guó)南方某電力企業(yè)已經(jīng)針對(duì)此項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行了深入探討并付諸于實(shí)踐，在實(shí)際的電網(wǎng)環(huán)境中以IEEE39節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)為例進(jìn)行分析計(jì)算[4]。從整個(gè)過(guò)程可以看到，在執(zhí)行分區(qū)操作以后，每個(gè)分區(qū)所包含的節(jié)點(diǎn)大多是臨近的，而且，靈敏度中隱含著大量的拓?fù)湫畔?shù)據(jù)。由實(shí)踐可知，控制分區(qū)與地理區(qū)域分區(qū)是兩種不同的概念，隨著電網(wǎng)運(yùn)行模式的改換，傳統(tǒng)的無(wú)功電壓控制模式也在發(fā)生著變化，尤其在結(jié)構(gòu)處理方面，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目茖W(xué)化調(diào)整，才能與無(wú)功電壓分區(qū)的目標(biāo)相協(xié)調(diào)。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)行業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，社會(huì)環(huán)境中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)也發(fā)生著極大的變化，因此，人們賴以生存的電力資源的輸送與分配工作的壓力巨大。要想緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，繼續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)效能，則電力系統(tǒng)功率因數(shù)的分區(qū)計(jì)算十分關(guān)鍵。通過(guò)研究基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案，并將該方案付諸于實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)無(wú)功源控制空間聚類分析方法對(duì)于該領(lǐng)域?qū)嵺`有著較強(qiáng)的支撐作用，這也是以往所應(yīng)用的傳統(tǒng)方式所無(wú)法匹敵的。所以，基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案具備一定的可行性與經(jīng)濟(jì)性，值得在電力系統(tǒng)以及其他相關(guān)領(lǐng)域中進(jìn)行推廣并實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]邵雅寧，唐飛，王波.具有多目標(biāo)量化評(píng)估特性的無(wú)功電壓雙階段分區(qū)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，11（22）：3768-3770.

[2]高道春，盧繼平，王曉健，等.基于無(wú)功電壓滿維靈敏度的大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)VCA方法研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，08（08）：15-17.

[3]魏震波，劉俊勇，程向輝，等.利用社區(qū)挖掘的快速無(wú)功電壓分區(qū)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，12（31）：169-170.

[4]陳厚合，運(yùn)奕竹，邢文洋，等.基于聚類分析方法的電力系統(tǒng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)分區(qū)策略[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，12（12）：48-50.endprint

摘 ?要 ?過(guò)去一段時(shí)期里，在研究無(wú)功電壓控制分區(qū)課題時(shí)，大多采用的是電氣距離定義分析方法，但在該理論支撐下的無(wú)功電壓分區(qū)存在一定的局限性?；诖耍跇?gòu)建了無(wú)功源控制空間框架的基礎(chǔ)上，憑借待分區(qū)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的每一維表示的對(duì)應(yīng)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)對(duì)它的控制能力，將傳統(tǒng)的電網(wǎng)分區(qū)問(wèn)題當(dāng)作數(shù)學(xué)高維空間聚類問(wèn)題進(jìn)行處理。本文就針對(duì)基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)進(jìn)行研究，以期相關(guān)研究?jī)?nèi)容更夠?yàn)閷?shí)踐工作帶來(lái)有益的借鑒。

關(guān)鍵詞 ?無(wú)功源控制;空間聚類分析;無(wú)功電壓;分區(qū)

中圖分類號(hào)：TM761 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1671-7597（2014）21-0030-01

通過(guò)借鑒以往有關(guān)無(wú)功電壓分區(qū)項(xiàng)目的研究成果，提出新的電氣距離定義，并且，借助凝聚的層次聚類算法及相關(guān)理論內(nèi)容，針對(duì)無(wú)功電壓控制的分區(qū)問(wèn)題進(jìn)行深入探究，并將所得結(jié)論付諸于實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)實(shí)踐表明，在無(wú)功源控制空間聚類分析計(jì)算方法下的無(wú)功電壓分區(qū)模式極為可行，為推進(jìn)電力系統(tǒng)調(diào)度中心實(shí)際工作的順利執(zhí)行提供了強(qiáng)有力的理論支撐。

1 ?在傳統(tǒng)控制方案影響下的無(wú)功電壓分區(qū)研究綜述及其局限性分析

從長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐來(lái)看，有關(guān)無(wú)功電壓控制問(wèn)題的研究具備一定的現(xiàn)實(shí)意義，因其對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性都有著直接影響，國(guó)內(nèi)外的科研人員對(duì)此項(xiàng)課題的研究項(xiàng)目十分重視，并將諸多可行性措施應(yīng)用到實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中，且取得了良好的反饋。

1）無(wú)功電壓控制分區(qū)研究?jī)?nèi)容概述。最初，以法國(guó)為首的西方國(guó)家率先提出了分級(jí)電壓控制方案，并很快將該方案應(yīng)用到本國(guó)以及周邊國(guó)家的電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域之中，取得了較好的實(shí)踐成果[1]。在后來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，多采用分級(jí)電壓控制策略來(lái)滿足市場(chǎng)需求。在分級(jí)電壓控制中，電網(wǎng)被劃分成彼此解耦的區(qū)域，且每一個(gè)區(qū)域都是由單個(gè)或者多個(gè)中樞母線以及多臺(tái)受控發(fā)電機(jī)所構(gòu)成，實(shí)際上，分級(jí)電壓控制是將整個(gè)電網(wǎng)環(huán)境劃分成不同的區(qū)域來(lái)進(jìn)行輸送電，以此來(lái)滿足不同電壓控制等級(jí)下的電力需求。

2）現(xiàn)有電氣距離定義在無(wú)功電壓控制分區(qū)研究中的不足。從整體來(lái)看，現(xiàn)有的電氣距離定義存在一定的缺陷，往往不能夠滿足當(dāng)下電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，其具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，在實(shí)際的電壓控制環(huán)節(jié)中，通常需要借助單片機(jī)等硬件設(shè)備來(lái)輔助系統(tǒng)順利運(yùn)行，因此，現(xiàn)有的電氣距離定義大多是從電網(wǎng)本身的框架結(jié)構(gòu)的角度來(lái)權(quán)衡，這樣一來(lái)，很可能就將電網(wǎng)中的一級(jí)調(diào)節(jié)設(shè)備的控制作用弱化處理掉，這就導(dǎo)致了實(shí)際運(yùn)行與原始方案設(shè)計(jì)之間存在著一定的差異;其二，盡管目前所采用的無(wú)功電壓分區(qū)方式較為可行，但也由于數(shù)據(jù)對(duì)象的坐標(biāo)計(jì)算較為繁雜，所以，若想使大部分聚類算法都順利取得多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，則并非易事，通常還需要進(jìn)行坐標(biāo)分配計(jì)算的過(guò)程，這樣一來(lái)，就影響了整個(gè)分區(qū)過(guò)程的時(shí)效性，而且，不利于聚類算法的實(shí)際應(yīng)用[2]。

2 ?基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)研究

從以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及研究成果來(lái)看，現(xiàn)有電氣距離定義在無(wú)功電壓控制分區(qū)研究中存在著一定問(wèn)題，已經(jīng)不適用于我國(guó)當(dāng)前電網(wǎng)環(huán)境的維護(hù)與管理。因此，只有鉆研出新的電氣距離定義，并將其應(yīng)用到無(wú)功電壓分區(qū)方案中，才有可能從根本上彌補(bǔ)傳統(tǒng)分析計(jì)算模式下的不足之處。在現(xiàn)階段的科研水平下，基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案將是推進(jìn)該項(xiàng)目研究成果的不二之選。

1）淺析無(wú)功源控制空間。從理論上講，針對(duì)無(wú)功電壓的控制分區(qū)實(shí)則可用兩方面內(nèi)容來(lái)體現(xiàn)整個(gè)過(guò)程，一方面，由于電網(wǎng)環(huán)境中的電力負(fù)荷是在不斷變化中尋求平衡，因此，整個(gè)電網(wǎng)環(huán)境中母線的電壓波動(dòng)是長(zhǎng)期存在的，在進(jìn)行電力能源控制分區(qū)時(shí)，則需要考量電壓波動(dòng)的問(wèn)題，從而保證無(wú)功源控制過(guò)程的穩(wěn)定性;另一方面，因?yàn)樘幵诙?jí)層面上的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)保持在實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，則在電壓控制作用的影響下，能夠在一定程度上將中樞母線電壓波動(dòng)進(jìn)行弱化處理，進(jìn)而間接起到了控制電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或機(jī)組設(shè)備的無(wú)功出力的作用，由此可見，整個(gè)電力中控系統(tǒng)中的負(fù)荷母線電壓變化情況極可能是由發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力所造成的波動(dòng)現(xiàn)象[3]。從整個(gè)無(wú)功源控制的過(guò)程中可以清楚的看到，針對(duì)電力系統(tǒng)功率的靈敏度求解極為重要，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是運(yùn)用一種逐級(jí)歸類的模式將系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的功率進(jìn)行求解，從而得出關(guān)于無(wú)功源控制電壓分區(qū)的最終結(jié)論。

2）在無(wú)功源控制空間聚類分析方法影響下的無(wú)功電壓分區(qū)。通過(guò)研究無(wú)功源控制空間的內(nèi)容以后，能夠明確這樣一個(gè)問(wèn)題，即無(wú)功電壓控制的分區(qū)問(wèn)題可用一種典型的聚類問(wèn)題求解過(guò)程來(lái)替代，也就是憑借由無(wú)功源所生成一種數(shù)據(jù)對(duì)象的集合數(shù)據(jù)來(lái)處理實(shí)際問(wèn)題。這是一種較為理想化的無(wú)功源控制電壓分區(qū)模式，該方法能否得到有效驗(yàn)證，則要從實(shí)踐的角度來(lái)具體分析。實(shí)際上，我國(guó)南方某電力企業(yè)已經(jīng)針對(duì)此項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行了深入探討并付諸于實(shí)踐，在實(shí)際的電網(wǎng)環(huán)境中以IEEE39節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)為例進(jìn)行分析計(jì)算[4]。從整個(gè)過(guò)程可以看到，在執(zhí)行分區(qū)操作以后，每個(gè)分區(qū)所包含的節(jié)點(diǎn)大多是臨近的，而且，靈敏度中隱含著大量的拓?fù)湫畔?shù)據(jù)。由實(shí)踐可知，控制分區(qū)與地理區(qū)域分區(qū)是兩種不同的概念，隨著電網(wǎng)運(yùn)行模式的改換，傳統(tǒng)的無(wú)功電壓控制模式也在發(fā)生著變化，尤其在結(jié)構(gòu)處理方面，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目茖W(xué)化調(diào)整，才能與無(wú)功電壓分區(qū)的目標(biāo)相協(xié)調(diào)。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)行業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，社會(huì)環(huán)境中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)也發(fā)生著極大的變化，因此，人們賴以生存的電力資源的輸送與分配工作的壓力巨大。要想緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，繼續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)效能，則電力系統(tǒng)功率因數(shù)的分區(qū)計(jì)算十分關(guān)鍵。通過(guò)研究基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案，并將該方案付諸于實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)無(wú)功源控制空間聚類分析方法對(duì)于該領(lǐng)域?qū)嵺`有著較強(qiáng)的支撐作用，這也是以往所應(yīng)用的傳統(tǒng)方式所無(wú)法匹敵的。所以，基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案具備一定的可行性與經(jīng)濟(jì)性，值得在電力系統(tǒng)以及其他相關(guān)領(lǐng)域中進(jìn)行推廣并實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]邵雅寧，唐飛，王波.具有多目標(biāo)量化評(píng)估特性的無(wú)功電壓雙階段分區(qū)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，11（22）：3768-3770.

[2]高道春，盧繼平，王曉健，等.基于無(wú)功電壓滿維靈敏度的大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)VCA方法研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，08（08）：15-17.

[3]魏震波，劉俊勇，程向輝，等.利用社區(qū)挖掘的快速無(wú)功電壓分區(qū)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，12（31）：169-170.

[4]陳厚合，運(yùn)奕竹，邢文洋，等.基于聚類分析方法的電力系統(tǒng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)分區(qū)策略[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，12（12）：48-50.endprint

摘 ?要 ?過(guò)去一段時(shí)期里，在研究無(wú)功電壓控制分區(qū)課題時(shí)，大多采用的是電氣距離定義分析方法，但在該理論支撐下的無(wú)功電壓分區(qū)存在一定的局限性?；诖?，在構(gòu)建了無(wú)功源控制空間框架的基礎(chǔ)上，憑借待分區(qū)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的每一維表示的對(duì)應(yīng)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)對(duì)它的控制能力，將傳統(tǒng)的電網(wǎng)分區(qū)問(wèn)題當(dāng)作數(shù)學(xué)高維空間聚類問(wèn)題進(jìn)行處理。本文就針對(duì)基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)進(jìn)行研究，以期相關(guān)研究?jī)?nèi)容更夠?yàn)閷?shí)踐工作帶來(lái)有益的借鑒。

關(guān)鍵詞 ?無(wú)功源控制;空間聚類分析;無(wú)功電壓;分區(qū)

中圖分類號(hào)：TM761 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1671-7597（2014）21-0030-01

通過(guò)借鑒以往有關(guān)無(wú)功電壓分區(qū)項(xiàng)目的研究成果，提出新的電氣距離定義，并且，借助凝聚的層次聚類算法及相關(guān)理論內(nèi)容，針對(duì)無(wú)功電壓控制的分區(qū)問(wèn)題進(jìn)行深入探究，并將所得結(jié)論付諸于實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)實(shí)踐表明，在無(wú)功源控制空間聚類分析計(jì)算方法下的無(wú)功電壓分區(qū)模式極為可行，為推進(jìn)電力系統(tǒng)調(diào)度中心實(shí)際工作的順利執(zhí)行提供了強(qiáng)有力的理論支撐。

1 ?在傳統(tǒng)控制方案影響下的無(wú)功電壓分區(qū)研究綜述及其局限性分析

從長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐來(lái)看，有關(guān)無(wú)功電壓控制問(wèn)題的研究具備一定的現(xiàn)實(shí)意義，因其對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性都有著直接影響，國(guó)內(nèi)外的科研人員對(duì)此項(xiàng)課題的研究項(xiàng)目十分重視，并將諸多可行性措施應(yīng)用到實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中，且取得了良好的反饋。

1）無(wú)功電壓控制分區(qū)研究?jī)?nèi)容概述。最初，以法國(guó)為首的西方國(guó)家率先提出了分級(jí)電壓控制方案，并很快將該方案應(yīng)用到本國(guó)以及周邊國(guó)家的電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域之中，取得了較好的實(shí)踐成果[1]。在后來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，多采用分級(jí)電壓控制策略來(lái)滿足市場(chǎng)需求。在分級(jí)電壓控制中，電網(wǎng)被劃分成彼此解耦的區(qū)域，且每一個(gè)區(qū)域都是由單個(gè)或者多個(gè)中樞母線以及多臺(tái)受控發(fā)電機(jī)所構(gòu)成，實(shí)際上，分級(jí)電壓控制是將整個(gè)電網(wǎng)環(huán)境劃分成不同的區(qū)域來(lái)進(jìn)行輸送電，以此來(lái)滿足不同電壓控制等級(jí)下的電力需求。

2）現(xiàn)有電氣距離定義在無(wú)功電壓控制分區(qū)研究中的不足。從整體來(lái)看，現(xiàn)有的電氣距離定義存在一定的缺陷，往往不能夠滿足當(dāng)下電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，其具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，在實(shí)際的電壓控制環(huán)節(jié)中，通常需要借助單片機(jī)等硬件設(shè)備來(lái)輔助系統(tǒng)順利運(yùn)行，因此，現(xiàn)有的電氣距離定義大多是從電網(wǎng)本身的框架結(jié)構(gòu)的角度來(lái)權(quán)衡，這樣一來(lái)，很可能就將電網(wǎng)中的一級(jí)調(diào)節(jié)設(shè)備的控制作用弱化處理掉，這就導(dǎo)致了實(shí)際運(yùn)行與原始方案設(shè)計(jì)之間存在著一定的差異;其二，盡管目前所采用的無(wú)功電壓分區(qū)方式較為可行，但也由于數(shù)據(jù)對(duì)象的坐標(biāo)計(jì)算較為繁雜，所以，若想使大部分聚類算法都順利取得多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，則并非易事，通常還需要進(jìn)行坐標(biāo)分配計(jì)算的過(guò)程，這樣一來(lái)，就影響了整個(gè)分區(qū)過(guò)程的時(shí)效性，而且，不利于聚類算法的實(shí)際應(yīng)用[2]。

2 ?基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)研究

從以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及研究成果來(lái)看，現(xiàn)有電氣距離定義在無(wú)功電壓控制分區(qū)研究中存在著一定問(wèn)題，已經(jīng)不適用于我國(guó)當(dāng)前電網(wǎng)環(huán)境的維護(hù)與管理。因此，只有鉆研出新的電氣距離定義，并將其應(yīng)用到無(wú)功電壓分區(qū)方案中，才有可能從根本上彌補(bǔ)傳統(tǒng)分析計(jì)算模式下的不足之處。在現(xiàn)階段的科研水平下，基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案將是推進(jìn)該項(xiàng)目研究成果的不二之選。

1）淺析無(wú)功源控制空間。從理論上講，針對(duì)無(wú)功電壓的控制分區(qū)實(shí)則可用兩方面內(nèi)容來(lái)體現(xiàn)整個(gè)過(guò)程，一方面，由于電網(wǎng)環(huán)境中的電力負(fù)荷是在不斷變化中尋求平衡，因此，整個(gè)電網(wǎng)環(huán)境中母線的電壓波動(dòng)是長(zhǎng)期存在的，在進(jìn)行電力能源控制分區(qū)時(shí)，則需要考量電壓波動(dòng)的問(wèn)題，從而保證無(wú)功源控制過(guò)程的穩(wěn)定性;另一方面，因?yàn)樘幵诙?jí)層面上的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)保持在實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，則在電壓控制作用的影響下，能夠在一定程度上將中樞母線電壓波動(dòng)進(jìn)行弱化處理，進(jìn)而間接起到了控制電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或機(jī)組設(shè)備的無(wú)功出力的作用，由此可見，整個(gè)電力中控系統(tǒng)中的負(fù)荷母線電壓變化情況極可能是由發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力所造成的波動(dòng)現(xiàn)象[3]。從整個(gè)無(wú)功源控制的過(guò)程中可以清楚的看到，針對(duì)電力系統(tǒng)功率的靈敏度求解極為重要，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是運(yùn)用一種逐級(jí)歸類的模式將系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的功率進(jìn)行求解，從而得出關(guān)于無(wú)功源控制電壓分區(qū)的最終結(jié)論。

2）在無(wú)功源控制空間聚類分析方法影響下的無(wú)功電壓分區(qū)。通過(guò)研究無(wú)功源控制空間的內(nèi)容以后，能夠明確這樣一個(gè)問(wèn)題，即無(wú)功電壓控制的分區(qū)問(wèn)題可用一種典型的聚類問(wèn)題求解過(guò)程來(lái)替代，也就是憑借由無(wú)功源所生成一種數(shù)據(jù)對(duì)象的集合數(shù)據(jù)來(lái)處理實(shí)際問(wèn)題。這是一種較為理想化的無(wú)功源控制電壓分區(qū)模式，該方法能否得到有效驗(yàn)證，則要從實(shí)踐的角度來(lái)具體分析。實(shí)際上，我國(guó)南方某電力企業(yè)已經(jīng)針對(duì)此項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行了深入探討并付諸于實(shí)踐，在實(shí)際的電網(wǎng)環(huán)境中以IEEE39節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)為例進(jìn)行分析計(jì)算[4]。從整個(gè)過(guò)程可以看到，在執(zhí)行分區(qū)操作以后，每個(gè)分區(qū)所包含的節(jié)點(diǎn)大多是臨近的，而且，靈敏度中隱含著大量的拓?fù)湫畔?shù)據(jù)。由實(shí)踐可知，控制分區(qū)與地理區(qū)域分區(qū)是兩種不同的概念，隨著電網(wǎng)運(yùn)行模式的改換，傳統(tǒng)的無(wú)功電壓控制模式也在發(fā)生著變化，尤其在結(jié)構(gòu)處理方面，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目茖W(xué)化調(diào)整，才能與無(wú)功電壓分區(qū)的目標(biāo)相協(xié)調(diào)。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)行業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，社會(huì)環(huán)境中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)也發(fā)生著極大的變化，因此，人們賴以生存的電力資源的輸送與分配工作的壓力巨大。要想緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，繼續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)效能，則電力系統(tǒng)功率因數(shù)的分區(qū)計(jì)算十分關(guān)鍵。通過(guò)研究基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案，并將該方案付諸于實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)無(wú)功源控制空間聚類分析方法對(duì)于該領(lǐng)域?qū)嵺`有著較強(qiáng)的支撐作用，這也是以往所應(yīng)用的傳統(tǒng)方式所無(wú)法匹敵的。所以，基于無(wú)功源控制空間聚類分析的無(wú)功電壓分區(qū)方案具備一定的可行性與經(jīng)濟(jì)性，值得在電力系統(tǒng)以及其他相關(guān)領(lǐng)域中進(jìn)行推廣并實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]邵雅寧，唐飛，王波.具有多目標(biāo)量化評(píng)估特性的無(wú)功電壓雙階段分區(qū)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，11（22）：3768-3770.

[2]高道春，盧繼平，王曉健，等.基于無(wú)功電壓滿維靈敏度的大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)VCA方法研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，08（08）：15-17.

[3]魏震波，劉俊勇，程向輝，等.利用社區(qū)挖掘的快速無(wú)功電壓分區(qū)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，12（31）：169-170.

[4]陳厚合，運(yùn)奕竹，邢文洋，等.基于聚類分析方法的電力系統(tǒng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)分區(qū)策略[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，12（12）：48-50.endprint