專利名稱：一種分級遞階無功電壓優(yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中的自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種分級遞階無功電壓優(yōu)化控制方法，該方法能夠在地區(qū)、縣級及具備單獨(dú)電網(wǎng)且具有變電站、有載調(diào)壓變壓器、并聯(lián)電容器設(shè)備的所有電力系統(tǒng)供電部門使用，以達(dá)到提高電壓合格率、降低線損、減輕調(diào)度人員的勞動強(qiáng)度的目的。
背景技術(shù)：
目前，在電力系統(tǒng)中往往采用如下二種方式對系統(tǒng)內(nèi)的無功電壓進(jìn)行自動控制。其一是在變電站內(nèi)部，安裝硬件VQC設(shè)備或者軟件VQC來實現(xiàn)利用本站內(nèi)的并聯(lián)電容器和有載調(diào)壓變壓器的調(diào)節(jié)動作，來進(jìn)行變電所內(nèi)的無功電壓綜合控制，以達(dá)到系統(tǒng)中無功電壓優(yōu)化運(yùn)行的目的。這種方法的基本原理，是基于九區(qū)域圖，采用專家系統(tǒng)的原理，實施控制策略，達(dá)到對各個變電站內(nèi)無功電壓進(jìn)行自動控制的目的。其二是首先與電網(wǎng)調(diào)度自動化中的SCADA系統(tǒng)接駁，接收SCADA系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，應(yīng)用優(yōu)化算法，建立符合全網(wǎng)網(wǎng)損盡量小，電壓合格的優(yōu)化及控制判斷規(guī)則，形成有載調(diào)壓分接頭調(diào)節(jié)和電容器投切指令，然后利用SCADA的遙控遙調(diào)接口將動作方案通過下行命令通道執(zhí)行，以達(dá)到對電網(wǎng)內(nèi)無功電壓進(jìn)行自動控制的目的。第一種方法，使用九區(qū)域圖法直觀明了，簡單易行，可以保證單個變電站一定的電壓合格率和功率因數(shù)，但是，這種方式采集的實時數(shù)據(jù)來源于單個變電站中的并聯(lián)電容器和有載調(diào)壓變壓器，不可能實現(xiàn)全范圍的無功電壓最優(yōu)控制。同時，由于每個變電所都必須安裝無功電壓控制裝置，投資大，設(shè)備維護(hù)量顯著增加；如果新添變電站，還要同時增加相應(yīng)的硬件或軟件，投資更大；第二種方法，無功電壓自動控制方式在只有單個調(diào)度中心和單個監(jiān)控中心一體化模式下的供電部門能夠應(yīng)用，對于具有調(diào)度中心和監(jiān)控中心管理功能分開無功電壓控制方式，此方案不適宜近幾年來，隨著無人值班變電站的改造逐步完成，很多供電部門采用集控中心對各個無人值守變電站進(jìn)行監(jiān)控，一般每個集控中心下轄10個變電站左右，一個中型供電部門將會管理5個集控中心左右，大型供電部門將會管理10個以上的集控中心，形成一個寶塔形式，頂層為調(diào)度中心，中層為集控中心，最底層為變電站。調(diào)度權(quán)在頂層；監(jiān)控權(quán)在中層；執(zhí)行權(quán)在底層。因此，只有第二種方法的控制模式也已經(jīng)不能解決調(diào)度權(quán)與多個監(jiān)控權(quán)之間的組織、優(yōu)先級、責(zé)任歸屬的問題。
三。、發(fā)明內(nèi)容鑒于以上原因，為適應(yīng)大中型供電部門，調(diào)度主站與監(jiān)集控中心職權(quán)分離的管理模式，為此，本發(fā)明的目的在于提供“一種分級遞階無功電壓優(yōu)化控制方法”，以求解決目前管理模式下的電力系統(tǒng)中的無功電壓優(yōu)化控制問題。
本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的針對調(diào)度中心/監(jiān)控中心的分級管理模式，調(diào)度中心處于決策層，組織對各監(jiān)控中心狀態(tài)進(jìn)行檢測和考核，各監(jiān)控中心則直接形成和下達(dá)控制命令的特點(diǎn)，利用實用的優(yōu)化判斷方法，實時控制各監(jiān)控中心電網(wǎng)內(nèi)所有變電所電容器、電抗器投切和有載變壓器分接開關(guān)檔位調(diào)節(jié)，以達(dá)到全網(wǎng)網(wǎng)損率最小、各節(jié)點(diǎn)電壓合格率最高、所有主變壓分接頭動作次數(shù)最少、所有電容器、電抗器投切最合理的目的。同時，利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)，調(diào)度中心和各監(jiān)控中心之間信息互通，既可實現(xiàn)對各監(jiān)控中心相關(guān)指標(biāo)的考核，又可優(yōu)先決策各監(jiān)控中心的動作指令，以達(dá)到無功電壓分級遞階控制的目標(biāo)。
(一)分級遞階控制分級遞階控制就將全系統(tǒng)的監(jiān)視和控制功能劃分屬于不同的級別去完成，各級完成分配給它的功能，并將有關(guān)信息傳遞到上一級，接受上一級管理，綜合控制功能由最高一級決策執(zhí)行，各級的工作相互協(xié)調(diào)，力求整個控制系統(tǒng)達(dá)到最佳效果.分級遞階控制依據(jù)”層次越高，智能越高，控制精度越低；層次越低，智能越低，控制精度越高”的擬人的原則進(jìn)行設(shè)計。
(1)組織級這是整個系統(tǒng)的最高級，其智能程度最高，執(zhí)行組織管理決策的智能，對下進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)控.該級對上通過人機(jī)接口與管理人員進(jìn)行友善的人機(jī)對話.本級精度不高，宜粗不宜細(xì)，以便進(jìn)行宏觀指導(dǎo).該級還可以根據(jù)實際生產(chǎn)過程和環(huán)境等信息，采用人—機(jī)結(jié)合的方式自動或半自動的提出合理的控制目標(biāo)或指標(biāo)，形成相應(yīng)的命令或任務(wù)向底層下達(dá).
(2)集控級這是整個系統(tǒng)的中間級，其作用是上傳下達(dá)。它能夠把上一級計算得到的結(jié)果接受過來，形成自己范圍內(nèi)需要操作的決策方案，然后，又下達(dá)到下一級去執(zhí)行，實施集中控制部分的命令發(fā)送。在執(zhí)行后，又通過它把下一級的變化后的信息上傳給組織級，由組織級進(jìn)行新的一輪計算和分析。
(3)執(zhí)行級這是控制系統(tǒng)的最低級，執(zhí)行現(xiàn)場控制功能，是自動控制系統(tǒng)中控制的關(guān)鍵級.該級智能最低，但可靠性，控制精度和實時性要求最高，能可靠執(zhí)行管理決策級的命令或任務(wù)，并將執(zhí)行情況反饋給決策級。
(二)、無功電壓優(yōu)化控制1目標(biāo)函數(shù)因為本方法描述的是在線實時無功優(yōu)化控制系統(tǒng)模型，不考慮投資因素，所以取模型的目標(biāo)值為系統(tǒng)網(wǎng)損最小F□minPLoss (3-1)
同時要滿足以下等式約束條件和不等式約束條件節(jié)點(diǎn)電壓約束、省網(wǎng)關(guān)口功率因數(shù)約束(本方法中指220kV變電所的高壓端功率因數(shù)值)、有載調(diào)壓分接頭檔數(shù)調(diào)節(jié)上下限約束和設(shè)備(包括電容器、電抗器、有載調(diào)壓分接頭)動作次數(shù)上限約束。
2算法特點(diǎn)2.1、無功優(yōu)化采用的是遺傳算法。
結(jié)合本方法問題的特點(diǎn)，本方法采用改進(jìn)遺傳算法。
為解決遺傳算法的缺點(diǎn)(1).遺傳算法在一定時間間隔內(nèi)沒有收斂到最優(yōu)解，無法得出優(yōu)化方案；(2).實時數(shù)據(jù)為生數(shù)據(jù)且有部分?jǐn)?shù)據(jù)誤差太大，導(dǎo)致潮流計算無法收斂，從而沒法求出網(wǎng)損值，導(dǎo)致遺傳算法無法計算目標(biāo)函數(shù)；(3).實時數(shù)據(jù)為狀態(tài)估計后的熟數(shù)據(jù)，但狀態(tài)估計數(shù)據(jù)合格率低于一定水平時禁用遺傳算法。
本方法中對遺傳算法改進(jìn)為(a)、遺傳算法迭代次數(shù)達(dá)到T即終止尋優(yōu)，即終止代數(shù)，將當(dāng)前最優(yōu)方案輸出。
(b)、相鄰兩次迭代達(dá)到最優(yōu)值之差e達(dá)到預(yù)先設(shè)定值eref。
(c)、達(dá)到可以接收該方案的網(wǎng)損減少值λPL。
(d)、達(dá)到一定時間間隔強(qiáng)行終止尋優(yōu)。
(e)、外來終止信號。
改進(jìn)后，能夠保證最優(yōu)算法收斂。
2.2電壓校正采用的是靈敏度直接法在電壓越限后，要求校正算法能夠盡快給出方案，一般的優(yōu)化算法都需要幾分鐘才能計算出來，這顯然不能滿足電壓校正的要求，我們選擇了基于靈敏度分析和最小二乘方理論的直接校正算法。采用靈敏度直接進(jìn)行校正計算，因此具有較小的計算量和較快的計算速度；算法中應(yīng)用了最小二乘方理論，使求出的校正方案偏離于校正前的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)最小，從而盡可能的保證了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
3、電壓合格、功率因數(shù)與網(wǎng)損之間的協(xié)調(diào)盡管在數(shù)學(xué)模型中是以網(wǎng)損最小為優(yōu)化目標(biāo)，但在目前電力系統(tǒng)部門考核的是電壓合格率和功率因數(shù)，所以，當(dāng)電壓、功率因數(shù)越限時，如果全網(wǎng)無功優(yōu)化正在計算，則果斷終止尋優(yōu)過程，直接轉(zhuǎn)入靈敏度直接法的電壓校正計算，并通過電容器、電抗器的投切實現(xiàn)電壓和功率因數(shù)越限的校正；當(dāng)無功優(yōu)化程序運(yùn)行的優(yōu)化效果不明顯時，應(yīng)當(dāng)避免發(fā)遙控、遙調(diào)命令減少補(bǔ)償設(shè)備的動作次數(shù)。
4、控制設(shè)備動作次數(shù)的限制主變分接頭開關(guān)在一定時限(如一天)內(nèi)分接頭開關(guān)操作次數(shù)受限，對每個控制變量都要滿足動作次數(shù)不超過某個上限的約束。正是這個約束增加了無功優(yōu)化的難度，必須從時間整體上來考慮這些設(shè)備的動作，使原本基于單個時間斷面的靜態(tài)無功優(yōu)化必須從時間整體上來考慮全局優(yōu)化。
解決上述問題的主要辦法是將負(fù)荷的變化趨勢細(xì)分為早高峰爬坡段、早高峰下坡段、晚高峰爬坡段、晚高峰下坡段、低谷爬坡段、低谷下坡段六個典型時段。同時只在典型時段內(nèi)離散設(shè)備(包括主變、并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備)才參與控制，而連續(xù)時段只有發(fā)電機(jī)參與無功電壓的控制(如無發(fā)電機(jī)則不參與無功電壓的控制)。
具體處理方法是在為遺傳算法挑選控制變量時，先判斷負(fù)荷時段，如是爬坡段只將可投的電容器、可切的電抗器作為控制變量，已運(yùn)行的電容器與已切下的電抗器不作為控制變量。同理，在負(fù)荷下坡段只將可切的電容器、可投的電抗器作為控制變量，已停運(yùn)的電容器與已運(yùn)行的電抗器不作為控制變量。
(三)本發(fā)明的控制方法是結(jié)合以下計算機(jī)程序流程圖來實施的下面結(jié)合流程圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的實施流程步驟2-步驟13為本發(fā)明控制方法的第一層決策層-調(diào)度中心；步驟14、15、16為第二層監(jiān)控層-監(jiān)控站；步驟17-20為第三層最低層-變電站；在流程圖中，步驟2、3為電網(wǎng)的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊，它從主站調(diào)度自動化或者省網(wǎng)調(diào)度自動化的SCADA二個渠道得到實際數(shù)據(jù)；步驟4為數(shù)據(jù)接口模塊，轉(zhuǎn)換步驟2、3中采集的全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，它包含各個變電站中母線上的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素的參數(shù)大小，有載電力變壓器的分接頭位置，電容器、電抗器的出線開關(guān)位置信號及與有載電力變壓器、電容器、電抗器有關(guān)的繼電保護(hù)信號；步驟5檢測檢測點(diǎn)功率因素是否越限或者節(jié)點(diǎn)電壓是否越限？如果是，則進(jìn)行步驟6或者7的操作；如果沒有，則進(jìn)行步驟8的操作；步驟6是當(dāng)用戶要檢測功率因素指標(biāo)時，顯示當(dāng)前的指標(biāo)和希望的指標(biāo)，對功率因素實施校正；當(dāng)前的指標(biāo)指用戶通過安裝在檢測點(diǎn)的功率因素表檢測到的數(shù)值；希望的指標(biāo)指用戶整定功率因素的數(shù)值，一般取0.85-1.0之間。校正是指通過電容器、電抗器的投切，有載調(diào)壓分接頭檔數(shù)的調(diào)節(jié)使得當(dāng)前的指標(biāo)向著希望的指標(biāo)逼近，力求達(dá)到希望值；步驟7是當(dāng)用戶要檢測檢測點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓指標(biāo)時，顯示當(dāng)前的指標(biāo)和希望的指標(biāo)，對節(jié)點(diǎn)電壓實施校正；當(dāng)前的指標(biāo)指用戶通過安裝在檢測點(diǎn)的電壓表檢測到的數(shù)值，希望的指標(biāo)指用戶整定電壓10KV母線的數(shù)值，一般取10.0KV-10.7KV之間。校正概念同上；步驟8指當(dāng)系統(tǒng)的功率因素指標(biāo)或者節(jié)點(diǎn)電壓指標(biāo)都滿足要求時，可以進(jìn)行全網(wǎng)無功優(yōu)化的計算和操作，以達(dá)到全網(wǎng)損耗盡可能少的優(yōu)化目標(biāo)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；步驟9是當(dāng)校正功率因素時，形成優(yōu)化方案；步驟10是進(jìn)行全網(wǎng)無功優(yōu)化的計算時，求得一個收斂優(yōu)化算法，如果能求得，直接去步驟13；這里的收斂優(yōu)化算法是指改進(jìn)遺傳算法；步驟11是在節(jié)點(diǎn)電壓越限后，要求校正算法能夠盡快給出方案，選擇了基于靈敏度直接法的分析方法(解釋見后)；步驟12是針對步驟10當(dāng)?shù)貌怀鲆粋€收斂的最優(yōu)算法時，可以采用逆調(diào)壓處理的方法，即在系統(tǒng)高峰負(fù)荷時系統(tǒng)實施電壓下限運(yùn)行，而在系統(tǒng)底谷負(fù)荷時系統(tǒng)實施電壓上限運(yùn)行的方式；步驟13是對步驟9、10、11、12四種狀態(tài)進(jìn)行因果決策，形成對應(yīng)的控制命令或者目標(biāo)；步驟14、15、16是本發(fā)明控制方法的第二層監(jiān)控層-監(jiān)控站；所有在第一層形成的命令或者目標(biāo)都要以遙控遙調(diào)命令的形式通過這些監(jiān)控站下發(fā)出去，接著又把從各個變電站反饋回來的新的遙測遙信數(shù)據(jù)收集和傳遞給步驟21；步驟17、18、19、20是本發(fā)明控制方法的第三層最低層-變電站；它執(zhí)行各個監(jiān)控站下達(dá)的遙控遙調(diào)命令，操作對應(yīng)設(shè)備，以滿足系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件的要求；步驟21是新的遙測遙信數(shù)據(jù)庫；重復(fù)步驟4-21；經(jīng)過信息流步驟22，，形成一個閉環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)往復(fù)，以保證系統(tǒng)能周期、自動運(yùn)行。
要說明的是上述監(jiān)控站和變電站的個數(shù)可以增加或減少，各監(jiān)控站之間、各變電站之間信息可以互通，圖中雙箭頭表示反饋的數(shù)據(jù)流。
步驟11中靈敏度直接法的原理是系統(tǒng)穩(wěn)定時的運(yùn)行方程可以寫成F(X，U)＝0其在平衡處線性化處理后對上式可以得出

上式中，X為控制變量，U為狀態(tài)變量。
Pu就是電壓控制靈敏度矩陣，它反映了電壓控制區(qū)域內(nèi)控制變量與狀態(tài)變量之間的變化關(guān)系。
ΔU當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)與平衡點(diǎn)狀態(tài)的差量。
通俗地講，就是根據(jù)計算結(jié)果，獲得狀態(tài)變量對控制變量的靈敏數(shù)值大小，指出那一狀態(tài)變量對控制變量的靈敏程度，從而決定先動作那些設(shè)備來達(dá)到校正的目的。
本發(fā)明方法借助于分級遞階控制的技術(shù)，整體計算、遞階決策、分級控制、協(xié)調(diào)管理，較好地解決了調(diào)度中心/監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)模式下的無功電壓優(yōu)化運(yùn)行自動控制的問題。
四

附圖一種分級遞階無功電壓優(yōu)化控制方法的計算機(jī)程序流程框圖。
五、實施案例本發(fā)明提出的“一種分級遞階無功電壓優(yōu)化控制方法”已經(jīng)在福建省福州供電公司調(diào)度中心獲得應(yīng)用，收到了很好的效果，從而證明了提出本發(fā)明的的實際應(yīng)用水平及價值。
1.福州地調(diào)電網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)表1為福州地調(diào)電網(wǎng)管理結(jié)構(gòu)，地調(diào)設(shè)立一個調(diào)度中心，下設(shè)5個監(jiān)控中心站，分別是通湖、新港、晉安、馬尾、倉山，每個監(jiān)控中心站又分別管理若干個變電站。
表1監(jiān)控中心站變電

經(jīng)過對福州全網(wǎng)接線圖的分析，可以得知(1).各監(jiān)控中心站的監(jiān)控范圍是按照行政區(qū)域劃分的，而不是按照電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來劃分的。
(2).有些變電所完全分開運(yùn)行。如新港變1#變壓器和2#變壓器分開運(yùn)行，新港變2#變壓器雖然屬于新港中心站監(jiān)控，但卻是由北郊變1#變壓器供電；五四變1#和2#主變由通湖中心站監(jiān)控，但此時卻是由東郊變供電。
(3).110kV變電所由哪個220kV變電所供電是由電網(wǎng)實際運(yùn)行狀況決定的。
2.全網(wǎng)整體優(yōu)化計算(1)利用改進(jìn)遺傳算法進(jìn)行全網(wǎng)無功優(yōu)化的計算，并由計算提出220kv對110kv連接點(diǎn)在各個時間段滿足省局對功率因素考核要求的下一層優(yōu)化控制目標(biāo)。
(2)進(jìn)行不同變電所的電容器投切和有載變壓器分接檔位調(diào)節(jié)影響各節(jié)點(diǎn)電壓及全網(wǎng)網(wǎng)損的靈敏度分析。
(3)進(jìn)行全網(wǎng)范圍內(nèi)電容器、電抗器和有載變壓器調(diào)節(jié)的動作優(yōu)先級排隊。
(4)當(dāng)10Kv節(jié)點(diǎn)電壓在合格范圍內(nèi)時，并不僅僅滿足這一目標(biāo)，而是進(jìn)行潮流二次計算，調(diào)節(jié)各個電容器投切狀態(tài)，盡量使全網(wǎng)各點(diǎn)實現(xiàn)逆調(diào)壓，達(dá)到總線損率最小的目的。
3.遞階決策與控制(1).根據(jù)潮流和無功優(yōu)化計算的結(jié)果，依據(jù)分級遞階無功電壓控制方案，采用專家系統(tǒng)和模糊理論建立符合全網(wǎng)網(wǎng)損盡量小，電壓合格率盡量高的優(yōu)化及控制判斷規(guī)則；由福州市調(diào)度主站向各個監(jiān)集控中心中心站下發(fā)下一層優(yōu)化控制目標(biāo)，(2).在各監(jiān)控中心中心站內(nèi)，借助于本站內(nèi)調(diào)度系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的遙調(diào)、遙控功能，實施電容器投切和有載變壓器分接檔位調(diào)節(jié)的控制，以達(dá)到福州市調(diào)主站下發(fā)優(yōu)化控制目標(biāo)的目的，4.控制效果比較表2為2003-3-23全天電容器投切和有載變壓器分接檔位調(diào)節(jié)操作成功歷史命令；表3為2003-3-2310kV母線電壓合格率。由表可見，十三個變電站一天中電容器投切和有載變壓器分接檔位調(diào)節(jié)總次數(shù)不超過33次，而帶來的效果是所有10Kv母線一天中的電壓合格率達(dá)到100％，以達(dá)到全網(wǎng)優(yōu)化控制的目標(biāo)。
表2、2003-3-23全天設(shè)備操作成功歷史命令

表3、2003-3-23 10kV母線電壓合格率。

5、協(xié)調(diào)管理各個監(jiān)控中心站控制系統(tǒng)作為服務(wù)方，福州市調(diào)度中心瀏覽器為客戶方，，調(diào)度中心能瀏覽各個中心站有關(guān)本系統(tǒng)的所有控制信息，并能通過本系統(tǒng)直接對各個監(jiān)控中心站的電壓質(zhì)量、設(shè)備動作次數(shù)、功率因數(shù)進(jìn)行考核。同時各個監(jiān)控中心站之間又互為服務(wù)方和客戶方的關(guān)系，所以凡是與本系統(tǒng)有關(guān)的信息資源可以實現(xiàn)共享與管理。
6.結(jié)論調(diào)度中心/監(jiān)控中心站結(jié)構(gòu)的無功電壓優(yōu)化運(yùn)行自動控制模式中采用分級遞階理論和技術(shù)，較好地解決了這一管理模式下的調(diào)度權(quán)與監(jiān)控權(quán)分開、各中心站具有獨(dú)立的控制權(quán)模式情況下實施無功電壓優(yōu)化運(yùn)行自動控制遇到的問題，既不改變大、中型調(diào)度中心現(xiàn)有的管理模式，又能實施無功電壓優(yōu)化控制，是值得研究與實踐的新技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種遞階無功電壓優(yōu)化控制方法，其特征在于該方法的控制步驟如下步驟2-步驟13為本發(fā)明控制方法的第一層決策層-調(diào)度中心；步驟14、15、16為第二層監(jiān)控層-監(jiān)控站；步驟17-20為第三層最低層-變電站；在程序流程中，步驟2、3為電網(wǎng)的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)采集模塊，它從主站調(diào)度自動化或者省網(wǎng)調(diào)度自動化的SCADA二個渠道得到實際數(shù)據(jù)；步驟4為數(shù)據(jù)接口模塊，轉(zhuǎn)換步驟2、3中采集的全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，它包含各個變電站中的母線上的電壓、電流、有功、無功、功率因素的參數(shù)大小及有載電力變壓器的分接頭位置，電容器、電抗器的出線開關(guān)位置信號；步驟5檢測功率因素是否越限或者節(jié)點(diǎn)電壓是否越限？如果是，則進(jìn)行步驟6或者7的操作；如果沒有，則進(jìn)行步驟8的操作；步驟6是當(dāng)用戶要檢測功率因素指標(biāo)時，顯示當(dāng)前的指標(biāo)和希望的指標(biāo)，對功率因素實施校正；當(dāng)前的指標(biāo)指用戶通過安裝在檢測點(diǎn)的功率因素表檢測到的數(shù)值；希望的指標(biāo)指用戶整定功率因素的數(shù)值，一般取0.85-1.0之間。校正是指通過電容器、電抗器的投切，有載調(diào)壓分接頭檔數(shù)的調(diào)節(jié)使得當(dāng)前的指標(biāo)向著希望的指標(biāo)逼近，力求達(dá)到希望值；步驟7是當(dāng)用戶要檢測檢測點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓指標(biāo)時，顯示當(dāng)前的指標(biāo)和希望的指標(biāo)，對節(jié)點(diǎn)電壓實施校正；當(dāng)前的指標(biāo)指用戶通過安裝在檢測點(diǎn)的電壓表檢測到的數(shù)值；希望的指標(biāo)指用戶整定10KV母線的電壓數(shù)值，一般取10.0KV-10.7KV之間，校正概念同上；步驟8指當(dāng)系統(tǒng)的功率因素指標(biāo)或者節(jié)點(diǎn)電壓指標(biāo)都滿足要求時，可以進(jìn)行全網(wǎng)無功優(yōu)化的計算和操作，以達(dá)到全網(wǎng)損耗盡可能少的優(yōu)化目標(biāo)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；步驟9是當(dāng)校正功率因素時，形成優(yōu)化方案；步驟10是進(jìn)行全網(wǎng)無功優(yōu)化的計算時，求得一個收斂優(yōu)化算法，如果能求得，直接去步驟13；這里的收斂優(yōu)化算法是指改進(jìn)遺傳算法；步驟11是在節(jié)點(diǎn)電壓越限后，要求校正算法能夠盡快給出方案，選擇了基于靈敏度直接法的分析方法；步驟12是針對步驟10當(dāng)?shù)貌怀鲆粋€收斂的最優(yōu)算法時，可以采用逆調(diào)壓處理的方法，即在系統(tǒng)高峰負(fù)荷時系統(tǒng)實施電壓下限運(yùn)行，而在系統(tǒng)底谷負(fù)荷時系統(tǒng)實施電壓上限運(yùn)行的方式；步驟13是對步驟9、10、11、12四種狀態(tài)進(jìn)行因果決策，形成對應(yīng)的控制命令或者目標(biāo)；步驟14、15、16是本發(fā)明控制方法的第二層監(jiān)控層-監(jiān)控站；所有在第一層形成的命令或者目標(biāo)都要以遙控遙調(diào)命令的形式通過這些監(jiān)控站下發(fā)出去，接著又把從各個變電站反饋回來的新的遙測遙信數(shù)據(jù)收集和傳遞給步驟21；步驟17、18、19、20是本發(fā)明控制方法的第三層最低層-變電站；它執(zhí)行各個監(jiān)控站下達(dá)的遙控遙調(diào)命令，操作對應(yīng)設(shè)備，以滿足系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件的要求；步驟21是新的遙測遙信數(shù)據(jù)庫；重復(fù)步驟4-21；經(jīng)過信息流步驟22，，形成一個閉環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)往復(fù)，以保證系統(tǒng)能周期、自動運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分級遞階無功電壓優(yōu)化控制方法，它是通過計算機(jī)程序進(jìn)行自動控制，在程序流程中，步驟2－13為本發(fā)明控制方法的第一層－調(diào)度中心，步驟14－16為第二層監(jiān)控中心－監(jiān)控站；步驟17－20為第三層最低層－變電站；調(diào)度中心組織對各監(jiān)控中心進(jìn)行檢測和考核，各監(jiān)控中心則直接形成和下達(dá)控制命令，利用實用的優(yōu)化判斷方法，實時控制各監(jiān)控中心電網(wǎng)內(nèi)所有變電站的電容器、電抗器投切和有載變壓器分接開關(guān)擋位調(diào)節(jié)、以達(dá)到全網(wǎng)網(wǎng)損率最小，各節(jié)點(diǎn)電壓合格率最高，所有主變壓分接頭動作次數(shù)最少，所有電容器、電抗器投切最合理的目的；從而解決了調(diào)度中心/監(jiān)控中心模式下的無功電壓優(yōu)化運(yùn)行的自動控制問題。
文檔編號H02J3/16GK1937347SQ20061009684
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者丁曉群, 周玲, 馬春生, 廖亨利, 丁穎 申請人:河海大學(xué)