國(guó)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(guó)網(wǎng)敖漢旗供電公司 金淑娜

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)電力的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)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(duì)以上問(wèn)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(lái)完善電力處理方法，以達(dá)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(diǎn)出發(fā)，對(duì)靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性進(jìn)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(dòng)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(duì)電力進(jìn)行了整合，使電力工業(yè)進(jìn)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(diǎn)

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(jī)過(guò)程以及邏輯學(xué)中的時(shí)態(tài)理念。正是這種多樣化使得混成系統(tǒng)有著先進(jìn)性的體現(xiàn)。從一般定義上來(lái)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(lái)，并且以離散驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行組合。從整體性來(lái)講，混成系統(tǒng)是離散事件系統(tǒng)與連續(xù)性變動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)合。另外，混成系統(tǒng)的特點(diǎn)主要從四個(gè)方面表現(xiàn)出來(lái)。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(diǎn)和運(yùn)行方式也不盡相同。它們都以不同的動(dòng)態(tài)形式呈現(xiàn)出來(lái)，并且在不斷的進(jìn)行變化。其中變量都具有連續(xù)性和離散性，無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)一的管理?；斐上到y(tǒng)會(huì)定時(shí)為子系統(tǒng)發(fā)布定向指標(biāo)，子系統(tǒng)要根據(jù)實(shí)際的工作量進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，時(shí)間設(shè)定的過(guò)程也是不同的。這種動(dòng)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?；斐上到y(tǒng)能夠?qū)⒏餍畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一，在分類設(shè)置的情況下予以計(jì)算，體現(xiàn)信息處理的精準(zhǔn)化。其次，結(jié)構(gòu)上的混和?；斐上到y(tǒng)下的結(jié)構(gòu)有單一的獨(dú)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(wèn)題的方式更加快速。第三，交互性?；斐上到y(tǒng)不是獨(dú)立運(yùn)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(yùn)算的過(guò)程中進(jìn)行合作，并保障混成系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。第四，實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)性主要體現(xiàn)在時(shí)間的設(shè)定上?；斐上到y(tǒng)不是連續(xù)性或者是無(wú)序化的運(yùn)動(dòng)，它有著嚴(yán)格的時(shí)間要求。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)動(dòng)態(tài)進(jìn)行時(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(lái)講，混成系統(tǒng)主要由三個(gè)層次進(jìn)行有機(jī)合成。三個(gè)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(yǔ)言編碼的形式來(lái)對(duì)變量進(jìn)行控制。它可以依照底層的任務(wù)量進(jìn)行有效的分化，利用控制器將每一部分進(jìn)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(dòng)態(tài)系統(tǒng)將信息進(jìn)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(shí)現(xiàn)任務(wù)的交換。在這一過(guò)程之中，接口起到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的作用，可以實(shí)現(xiàn)信息資源之間的共享與信號(hào)的傳達(dá)。通過(guò)信號(hào)的處理，可以對(duì)混成系統(tǒng)的本質(zhì)環(huán)節(jié)進(jìn)行響應(yīng)。第三，底層部分。底層部分是整個(gè)混成系統(tǒng)建模的有效保障。它能夠根據(jù)實(shí)際情況對(duì)上層任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)接口層的信息進(jìn)行調(diào)整。混成系統(tǒng)建模的好處就在于它可以利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行集成，在上層直接控制的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。由最高控制中心進(jìn)行命令發(fā)布。它既可以對(duì)這個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，還能夠在局部區(qū)域上進(jìn)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(lái)講，它主要是在混成系統(tǒng)的單一模塊處進(jìn)行分析，在此前提下進(jìn)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(diǎn)。它能夠在語(yǔ)言編程的基礎(chǔ)上形成自身的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，利用動(dòng)態(tài)圖將混成模型描述出來(lái)，并對(duì)操作程序進(jìn)行定時(shí)，將每個(gè)離散的小模塊進(jìn)行整合。最終，利用分析工具將各數(shù)據(jù)進(jìn)行組合排列，在連續(xù)性時(shí)間內(nèi)進(jìn)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(jìn)行總體控制。首先，最高指揮系統(tǒng)對(duì)每個(gè)模塊中心處的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將電力的任務(wù)予以擴(kuò)充。接著設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，在各節(jié)點(diǎn)處安裝監(jiān)控裝置，根據(jù)發(fā)電量對(duì)電壓狀態(tài)以及變電運(yùn)維過(guò)程進(jìn)行控制。另外，系統(tǒng)每向一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，子系統(tǒng)就會(huì)將這一過(guò)程記錄，并且以電壓節(jié)點(diǎn)為分布體系，對(duì)存儲(chǔ)的狀態(tài)量進(jìn)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(shí)現(xiàn)靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性控制。同時(shí)，在電壓分布體系中，每節(jié)點(diǎn)的電壓都應(yīng)該達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，最高指揮中心會(huì)進(jìn)行時(shí)時(shí)檢測(cè)，查看其安全位置的分布以及動(dòng)態(tài)情況的顯示。指揮系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以圖形的方式表現(xiàn)出來(lái)，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(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行把控，在形成科學(xué)性判斷的基礎(chǔ)上進(jìn)行事件的處理，將指令進(jìn)行下達(dá)。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(jìn)行數(shù)據(jù)的整合與狀態(tài)性評(píng)估。在混成系統(tǒng)之中，數(shù)據(jù)通常以動(dòng)態(tài)的形式呈現(xiàn)出來(lái)，連續(xù)性發(fā)送會(huì)則會(huì)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(diǎn)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(fù)載量過(guò)大，它的穩(wěn)定性就會(huì)相對(duì)下降。我們可以根據(jù)電壓的整體數(shù)值進(jìn)行關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的劃分，將整個(gè)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(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，通過(guò)分步制約的方法進(jìn)行研究。另外，節(jié)點(diǎn)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(lì)磁裝置，它可以設(shè)定電壓的基本數(shù)值，將無(wú)功功率進(jìn)行量向切除，以變換變壓器接頭的方式實(shí)現(xiàn)端口的靈活轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部還有運(yùn)算處理的功能，它可以根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性進(jìn)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(shí)際要求進(jìn)行電壓調(diào)整，以達(dá)到靜態(tài)電壓穩(wěn)定的目的。第三，注意關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的選取時(shí)間。我們一般將時(shí)間設(shè)定在系統(tǒng)電壓較為穩(wěn)定，電力載波浮動(dòng)較小的時(shí)刻。這樣能夠準(zhǔn)確的反映電壓的變動(dòng)情況，做出最及時(shí)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(diǎn)出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)的方式已經(jīng)電壓穩(wěn)定的控制方法進(jìn)行了分析。從而得出：混成電力系統(tǒng)有著很強(qiáng)的適用性，它能夠在連續(xù)性控制的基礎(chǔ)上使電壓達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，從而為我國(guó)電力的安全運(yùn)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(wú)功補(bǔ)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(zhǎng)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(zhǎng)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(qiáng),胡偉.混成電力控制系統(tǒng)及其應(yīng)用[A].中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì).第二十三屆中國(guó)控制會(huì)議論文集(下冊(cè)）[C].中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì):,2004:5.

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