覃飛龍　牛秋野　張青

摘 要：考慮到傳統(tǒng)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(tǒng)全局的層面實(shí)現(xiàn)整體化電壓無功控制，從而對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成了消極的影響。故本文通過探討智能AVC（自動(dòng)電壓控制）與變電站VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制策略，利用貝葉斯分類理論對(duì)的區(qū)域變電站分區(qū)化處理，通過建立AVC控制下的變電站VQC控制模型以及相應(yīng)的控制策略，實(shí)現(xiàn)變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)從而保證區(qū)域電網(wǎng)全局電壓無功優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：智能AVC；VQC；分區(qū)聯(lián)調(diào)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(tǒng)的的穩(wěn)定與整體經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行對(duì)區(qū)域的供電質(zhì)量有著重大影響，傳統(tǒng)變電站電壓無功控制策略是一種適應(yīng)于局部范圍內(nèi)的電壓無功的優(yōu)化手段，隨著AVC不斷深入智能電網(wǎng)的發(fā)展的過程中，這種傳統(tǒng)變電控制手段在控制效果、控制的智能化及一體化、區(qū)域變電近景年及遠(yuǎn)景年電力規(guī)劃等方面存在的缺陷被愈來愈明顯的體現(xiàn)出來。AVC技術(shù)在國外比較成熟，而目前在國內(nèi)也逐漸受到了專家的青睞，在與變電站配合進(jìn)行遠(yuǎn)程控制中，結(jié)合區(qū)域供電范圍變電站的負(fù)荷發(fā)展動(dòng)態(tài)趨勢(shì)對(duì)區(qū)域內(nèi)所有變電站進(jìn)行分區(qū)，利用智能AVC系統(tǒng)對(duì)區(qū)域內(nèi)變電站出口側(cè)下達(dá)電壓指令及功率因數(shù)指令從而達(dá)到聯(lián)調(diào)控制的目的。

2 貝葉斯分類理論下的區(qū)域變電站分區(qū)化

按照負(fù)荷指標(biāo)法下的區(qū)域變電站分區(qū)化出于能將AVC的指令有目的性與針對(duì)性的下發(fā)給區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)子區(qū)域電網(wǎng)，作為輔助電網(wǎng)負(fù)荷規(guī)劃與城市規(guī)劃的簡單有效手段，負(fù)荷密度指標(biāo)法以荷特性相似的子區(qū)域?yàn)榍腥朦c(diǎn)，利用統(tǒng)計(jì)模糊識(shí)別將整個(gè)地區(qū)分區(qū)化，在對(duì)區(qū)域變電站進(jìn)行分類時(shí)，由于專家未知整個(gè)地區(qū)分類類別的概率分布情況，所以需要對(duì)區(qū)域樣本集合進(jìn)行訓(xùn)練，將特征矢量來作為判斷區(qū)域變電站分類的證據(jù)，利用貝葉斯將矢量式展開求取似然率測(cè)試規(guī)則，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)區(qū)域變電站合理分區(qū)化。

3 智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制

在對(duì)地區(qū)變電站的分區(qū)聯(lián)調(diào)控制中，通過智能AVC系統(tǒng)對(duì)分區(qū)化的區(qū)域所有變電站下達(dá)指令，從超高壓、特高壓變電站到110k V及配網(wǎng)變電站實(shí)施逐級(jí)分層分區(qū)，將全網(wǎng)的電壓調(diào)整計(jì)劃與母線側(cè)功率因數(shù)調(diào)整范圍計(jì)劃落實(shí)到各級(jí)電網(wǎng)，在針對(duì)某一級(jí)電網(wǎng)中按照貝葉斯分區(qū)法對(duì)各個(gè)變電站及變電范圍區(qū)域細(xì)化分類區(qū)間，在細(xì)化的子區(qū)間內(nèi)與當(dāng)?shù)刈冸娬綱QC控制聯(lián)合調(diào)控，對(duì)站內(nèi)分接頭調(diào)整與分層控制主要把握指令的精確下達(dá)，通過將上級(jí)電網(wǎng)AVC給出的變電站母線電壓調(diào)整計(jì)劃下發(fā)給各個(gè)變電站，變電站接受相應(yīng)的調(diào)整計(jì)劃對(duì)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。計(jì)劃的下達(dá)與信息的交互流通建立在SCADA系統(tǒng)之上，由于這種系統(tǒng)能工作在遠(yuǎn)動(dòng)及群控的領(lǐng)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(wǎng)的AVC系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，從而達(dá)到在對(duì)逐級(jí)分層分區(qū)下聯(lián)調(diào)控制。

由于考慮到變電范圍區(qū)域，智能AVC控制下的變電站電壓無功分區(qū)聯(lián)調(diào)控制以全局的電壓無功優(yōu)化為目標(biāo)進(jìn)而構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，控制變量選擇為各個(gè)變電站內(nèi)調(diào)壓設(shè)備、母線二次側(cè)無功補(bǔ)償設(shè)備、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓等。由于對(duì)單一級(jí)電網(wǎng)的所用變電站依據(jù)貝葉斯分區(qū)法進(jìn)行區(qū)域劃分，劃分的尺度在橫向上為預(yù)測(cè)前及預(yù)測(cè)后時(shí)間，在縱向上按照變電范圍區(qū)域的負(fù)荷密度及變動(dòng)趨勢(shì)的概率函數(shù)規(guī)劃，考慮到在對(duì)相鄰區(qū)域的聯(lián)調(diào)過程中存在著無功相互影響，需要在相鄰區(qū)的邊界處采取功率解耦控制，并設(shè)定關(guān)口功率因數(shù)約束及流動(dòng)功率約束使AVC控制下的變電站分區(qū)的子區(qū)域無功功率及有功功率平衡。

智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制具體操作步驟為：（1）通過SCADA數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與采集系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)中各個(gè)變電站的母線出口功率及功率因數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與監(jiān)測(cè)，將采集到當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并上傳到AVC系統(tǒng)中。（2）對(duì)變電范圍區(qū)域的當(dāng)前負(fù)荷種類及負(fù)荷密度與大小進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。（3）由于缺乏未來變電區(qū)域負(fù)荷數(shù)據(jù)，所以需要通過模糊識(shí)別進(jìn)行主觀概率估計(jì)，再引入專家的決策設(shè)定區(qū)域概率密度函數(shù)，利用貝葉斯分類理論對(duì)現(xiàn)有模糊識(shí)別變電區(qū)域分區(qū)下評(píng)估的主觀概率進(jìn)行修正，利用由貝葉斯理論求出的后驗(yàn)概率進(jìn)而對(duì)各級(jí)電網(wǎng)變電區(qū)域分區(qū)。（4）在已分區(qū)的前提下，由各區(qū)的負(fù)荷計(jì)劃擬定AVC系統(tǒng)下達(dá)的電壓、無功指令計(jì)劃，通過對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)判斷分析后由AVC系統(tǒng)對(duì)全網(wǎng)電壓無功動(dòng)態(tài)優(yōu)化，將優(yōu)化后的結(jié)果以指令形式下達(dá)給各子區(qū)域變電站，實(shí)現(xiàn)智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制。

4 結(jié)論

智能AVC下的變電VQC分區(qū)聯(lián)調(diào)控制建立在貝葉斯理論對(duì)各個(gè)電壓等級(jí)電網(wǎng)下所屬變電站樣本集合的劃分，利用變電區(qū)域的負(fù)荷特性構(gòu)建概率密度函數(shù)以及模糊識(shí)別得到先驗(yàn)概率，利用貝葉斯理論將先前得到的條件概率密度參數(shù)表達(dá)式和先驗(yàn)概率轉(zhuǎn)換為后驗(yàn)概率，最后根據(jù)后驗(yàn)概率大小進(jìn)行分區(qū)。利用最終的分區(qū)策略確定各個(gè)區(qū)需要制定的AVC下達(dá)的電壓無功調(diào)整計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)電網(wǎng)電壓無功自動(dòng)控制與變電站電壓無功控制的閉環(huán)控制。

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