鄧桂勇 白宇

摘 要 為更好地實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)控制將五區(qū)圖和九區(qū)圖相互配合，形成九區(qū)圖和五區(qū)圖的組合策略，根據(jù)設(shè)定的最優(yōu)限值曲線，按照九區(qū)圖判斷各變電站的無功調(diào)壓設(shè)備的工作點(diǎn)區(qū)域及啟動(dòng)區(qū)的上下限，僅對(duì)有越限的變電站按照五區(qū)圖進(jìn)行VQC裝置的調(diào)控，以達(dá)到減少控制變量頻繁操作，又保證全網(wǎng)電壓質(zhì)量和電網(wǎng)潮流最優(yōu)分布的目的。

【關(guān)鍵詞】電壓無功控制 變電站自動(dòng)化 “九區(qū)圖”控制策略 “五區(qū)圖”控制策略

1 “九區(qū)圖”、“五區(qū)圖”原理分析

1.1 九區(qū)圖的控制原理與分析

九區(qū)圖控制策略是典型的電壓、無功雙參數(shù)控制策略， 它是根據(jù)變電站運(yùn)行中電壓和無功均存在合格、過高和過低3種狀態(tài)，而將二維坐標(biāo)平面分為九個(gè)區(qū)域。電壓無功綜合控制的基本原理是實(shí)時(shí)采集變壓器系統(tǒng)側(cè)輸入無功功率Q和低壓側(cè)母線電壓U，然后根據(jù)調(diào)節(jié)判據(jù)得出不同區(qū)域的控制方法，通過調(diào)節(jié)有載變壓器分接頭位置或投切電容器，保證電壓合格和無功基本平衡。

其控制目標(biāo)是使電壓和無功控制在9區(qū)，首要目標(biāo)是將被測(cè)母線的電壓控制在規(guī)定的U上限和U下限之間，保證電壓合格。同時(shí)要盡量使無功功率控制在Q上限和Q下限之間，如果電壓無功不能同時(shí)達(dá)到要求，則優(yōu)先保證電壓合格?？刂蒲b置根據(jù)電壓、無功、時(shí)間、負(fù)載率、調(diào)壓分接頭和電容器所處狀態(tài)（位置）等諸因素進(jìn)行判別，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前的運(yùn)行區(qū)域，再按照一定的控制方案，閉環(huán)地控制站內(nèi)并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投切及有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)節(jié)，以最優(yōu)的控制順序和最少的動(dòng)作次數(shù)使運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入到第9區(qū)（正常工作區(qū)）。

1.2 九區(qū)圖控制策略存在的問題

（1）控制策略是基于固定的電壓無功上下限而未考慮無功調(diào)節(jié)對(duì)電壓的影響及其相互協(xié)調(diào)的關(guān)系。

（2）用于運(yùn)算分析的信息具有隨機(jī)性、分散性的特點(diǎn)，造成了控制決策的盲目和不確定性，實(shí)際表現(xiàn)為裝置頻繁調(diào)節(jié)。

（3）“九區(qū)圖”的某些區(qū)對(duì)于兩類設(shè)備的控制都起作用時(shí)，難以區(qū)分哪一類的效果更好。

（4）“九區(qū)圖”中的兩類設(shè)備動(dòng)作的先后順序?qū)刂平Y(jié)果影響很大，如果順序不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生頻繁動(dòng)作、投切振蕩等現(xiàn)象。

（5）“九區(qū)圖”對(duì)于控制設(shè)備的使用是無限次的，而實(shí)際操作中分接頭調(diào)節(jié)和電容器組投切次數(shù)是有嚴(yán)格限制的。

（6）由于只要進(jìn)入第9區(qū)就不會(huì)再有調(diào)節(jié)，可能造成系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在電壓或功率因數(shù)不合格狀態(tài)邊緣，而不能做到將系統(tǒng)控制在額定最佳運(yùn)行狀態(tài)。

1.3 五區(qū)圖的控制原理與分析

根據(jù)具體操作動(dòng)作性質(zhì)的不同， VQC裝置的最基本操作動(dòng)作分為：無動(dòng)作、升變壓器檔位、降變壓器檔位、投電容、切電容這五個(gè)動(dòng)作。根據(jù)所給的控制目標(biāo)，同時(shí)兼顧閉鎖約束條件，判斷選擇5種操作動(dòng)作中最優(yōu)的一個(gè)作為實(shí)際執(zhí)行命令，這就形成了直接以裝置動(dòng)作為控制對(duì)象的，面向操作動(dòng)作的控制思想。

設(shè)理想工作點(diǎn)（目標(biāo)工作點(diǎn)）為，當(dāng)前工作點(diǎn)為，當(dāng)執(zhí)行完第i項(xiàng)操作后，工作點(diǎn)移動(dòng)到，定義到目標(biāo)工作點(diǎn)的距離的平方為操作優(yōu)劣距離：

于是可以將電壓無功綜合控制裝置的操作看成是進(jìn)行可選的動(dòng)作，以Li最小為最優(yōu)控制目標(biāo)，形成以操作優(yōu)劣距離最短為判據(jù)來確定最優(yōu)操作動(dòng)作的控制策略，通過選擇最優(yōu)操作量fi，使當(dāng)前工作點(diǎn)向最優(yōu)控制目標(biāo)點(diǎn)逼近。

1.4 五區(qū)圖控制策略存在的問題

（1）在“五區(qū)圖”中最優(yōu)控能目標(biāo)不能選取一個(gè)工作用點(diǎn)，需選擇一個(gè)最優(yōu)控制區(qū)域作為控制指向的目標(biāo)。

（2）在最優(yōu)控制區(qū)域內(nèi)是系統(tǒng)的非啟動(dòng)動(dòng)作區(qū)，控制機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，只有在工作點(diǎn)越出最優(yōu)控制區(qū)域，系統(tǒng)才可能啟動(dòng)動(dòng)作。

（3）只能實(shí)現(xiàn)局部?jī)?yōu)化，保證受控母線電壓合格，不能實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的最優(yōu)控制以達(dá)到全網(wǎng)功率損耗最小的目的。

2 控制思想的引入

系統(tǒng)對(duì)控制不僅有準(zhǔn)確性要求，還有對(duì)穩(wěn)定性的要求，為了更好地實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)控制，將五區(qū)圖和九區(qū)圖相互配合形成九區(qū)圖和五區(qū)圖的組合策略，九區(qū)圖動(dòng)作啟動(dòng)值是基于全網(wǎng)最優(yōu)無功電壓整定，當(dāng)工作點(diǎn)越出最優(yōu)控制區(qū)，啟動(dòng)控制進(jìn)行最優(yōu)操作判斷，選取合適的操作動(dòng)作。對(duì)于全網(wǎng)的變電站，根據(jù)設(shè)定的最優(yōu)限值曲線，按照九區(qū)圖判斷各變電站的無功調(diào)壓設(shè)備的工作點(diǎn)區(qū)域及啟動(dòng)區(qū)的上下限，僅對(duì)有越限的變電站按照五區(qū)圖進(jìn)行VQC裝置的調(diào)控，既可減少控制變量的頻繁操作，又可保證全網(wǎng)電壓的質(zhì)量和全網(wǎng)潮流的最優(yōu)分布。

3 九區(qū)圖與五區(qū)圖的組合控制策略

將五區(qū)圖和九區(qū)圖相互配合，九區(qū)圖動(dòng)作啟動(dòng)值是基于全網(wǎng)最優(yōu)無功電壓整定，當(dāng)工作點(diǎn)越出最優(yōu)控制區(qū)，啟動(dòng)控制進(jìn)行最優(yōu)操作判斷，選取合適的操作動(dòng)作，形成九區(qū)圖和五區(qū) 圖相互配合的控制策略（如圖1所示）。

4 結(jié)束語(yǔ)

這種整定方法克服了變電站局限于無功，電壓就地控制，從優(yōu)化與控制的角度使局部?jī)?yōu)化、分散控制變?yōu)槿謨?yōu)化、集中控制與分散控制相結(jié)合，提高了系統(tǒng)電壓的合格率、降低了系統(tǒng)的總線損。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

國(guó)網(wǎng)河南桐柏縣供電公司 河南省南陽(yáng)市 474750