電力項目中電網自動化調控探究

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摘要:為了提高電力基建項目中電網自動化調控能力，提出基于有功無功協調調度的電力基建項目中電網自動化調控全過程控制模型，實現電力基建項目中電網自動化調控優化控制。仿真結果表明，采用該方法進行電力基建項目中電網自動化調控的穩定性較好，協同控制能力較強，提高了電網輸出的均衡性和輸出增益。

關鍵詞:電力基建項目；電網；自動化；調控；全過程控制

1引言

隨著電力基建項目規模的不斷擴大，對電力基建項目中電網的調控可靠性提出了更高的要求，需要構建有效的電力基建項目中電網自動化調控模型，結合對電力基建項目中電網的輸出參數辨識和自動化控制方法，進行電力基建項目中電網的輸出增益調度和自適應調控，提高電力基建項目中電網的輸出增益和可靠性，通過對電力基建項目中電網的自動化調控，建立電力基建項目中電網的輸出區間解耦控制模型，結合分布式電力網絡的優化調度和調節方案，進行電力基建項目中電網的調控和全過程控制，提高電力基建項目中電網調控和優化控制能力，相關的電力基建項目中電網調控和控制方法研究受到人們的極大關注[1-2]。郝廣濤、韓學山、林振衡等學者在電網全景過程化量測條件下提出聚合電網調控方法，提出聚合電網、可觀測點、可觀測點的觀測函數和調控函數的概念,在此基礎上,給出聚合電網性能指標,提出可觀測點、可觀測點的觀測函數和調控函數之間的互動關系,實現聚合電網漸進調控機制[3]。季學純、徐春雷、楊志宏等學者針對電網調控模型中心體系架構與關鍵技術進行研究，設計了模型中心架構下的模型維護流程。在此基礎上，研究了源端透明維護，維護權限控制，模型按需定制等關鍵技術，實現電網模型源端分責維護[4-5]。但是傳統方法進行電力基建項目中電網調控的計算開銷較大，輸出穩定性不好。針對上述問題，本文提出基于有功無功協調調度的電力基建項目中電網自動化調控全過程控制模型，首先分析基建項目中電網相鄰區域之間交換信息，然后采用有功無功協調調度的方法進行電力基建項目中電網自動化調控和電力資源的優化調度，最后進行仿真測試分析，得出有效性結論。

2電網自動化調控參數分析模型和自適應調節

為設計出電力基建項目中電網自動化調控全過程模型，首先必須對電網自動化調控參數分析模型和自適應調節進行分析，得到相關參數以及自適應調節結果，從而構建電網自動化調控全過程模型，完成本文電力基建項目中電網自動化調控全過程模型的建立，以更好地提高電力基建項目中電網自動化調控能力。

2.1電網自動化調控參數分析模型

為了實現電力基建項目中電網自動化調控全過程控制和電力網絡資源的優化調度，建立電力基建項目中電網自動化調控參數分析模型，結合各個區域的子模型融合調度方法，進行電力基建項目中電網輸出功率增益調節[6]，采用有功無功協調調度方法，構建電網的電壓質量分析模型，得到電網的輸出邊界信息：(1)公式(1)中，Ak表示為電力基建項目中電網輸出的邊界信息幅值，Qk表示為過零點漂移向量，ψ表示為電流超前電壓的角度，cosψ表示為功率因數，采用智能單粒子優化方法，得到全局優化參數模型為：(2)公式(2)中，加速系數c1和c2分別表示粒子向自身極值βk和全局極值αk推進的加速權值。wi表示為慣性權重。在得到全局優化參數模型后，再求得電力基建項目中電網調控的穩定解，分析并聯電容器開關切換頻率，得到分布式能源消納水平表達式為：(3)公式(3)中，Di、Dj分別表示為用電效率所節約的電力和電量，t、fi分別表示為用電時間和頻率。根據本地區域電網調控的維數wt，得到電網自動化調控參數分析模型的表達式為：(4)公式(4)中，Lt表示為本地區域電網調控的頻率，Kp表示為比例系數。在得到電網自動化調控參數分析模型的表達式后，可以對電網自動化調控參數進行分析，得出各電網自動化調控參數的作用，并根據上述分析，結合各個區域的子模型融合調度方法[7]，進行電力基建項目中電網輸出功率增益調節，從而實現電網輸出穩定性調節。

2.2電網輸出功率增益調節

為了提高供電電壓合格率，結合輸出功率增益調節的方法，得到電力基建項目中電網輸出的阻尼項為：(5)公式(5)中，K為阻尼系數，V表示為指數速率。在得到電力基建項目中電網輸出的阻尼項后，通過對多類型分布式電源、儲能分析，采用集中式控制方法，進行電力基建項目中電網輸出穩定性調節，實施集中式控制，通過歸一化的目標函數尋優[8]，得到電力基建項目中電網調度的穩定方程，以確定實現電網調度穩定的因素，電力基建項目中電網調度的穩定方程為：(6)公式(6)中，λ表示為總負荷需求數，Py表示為功率平衡約束，Fz表示為頻率偏移量。對含分布式電網的輻射型方程，以及電力基建項目中電網調度的穩定方程代入，得到支路潮流約束方程式，求出支路潮流約束因素，支路潮流約束方程式為：(7)公式(7)中，Y表示為導鈉矩陣，PV表示為平衡節點，δ表示為節點之間電壓的相位差。在等式潮流約束方程約束下，得到特征根記作θ：(8)采用有功無功協調調度的方法進行電力基建項目中電網自動化調控和電力資源的優化調度[9-11]，當本地區域電網調控的常量μt=0時，電力基建項目中電網輸出的偏差向量轉化為：(9)公式(9)中，Ff表示為負荷功率。有功損耗和電壓偏差最小時，得到電網合理分區模型，由此實現對電網輸出功率的增益調節，根據增益調節結果進行全過程調節和優化控制。在此基礎上，建立電網自動化調控全過程模型，其過程如下。

3電網自動化調控全過程模型

3.1有功無功協調調度

分析基建項目中電網相鄰區域之間交換信息，結合主動配電網運行經濟性分析方法進行電網自動化調控全過程模擬和自動化控制[12]，電網自動化調控全過程分布的狀態參數q1(x)和q2(x)合并成一個狀態項q(x)，得到基建項目中電網有功無功耦合性狀態方程為：(10)公式(10)中，Rs表示為電網輸出的負序分量，表示為控制器輸出的調制信號，Ah表示為輸出無功電流互感值。利用有功無功出力約束穩定性條件，得到基建項目中電網輸出調控結構如圖1所示。圖1基建項目中電網輸出調控結構上述控制結構中，Ra(q)是基建項目中電網輸出調控的被控對象，Rc(q)是有功功率控制參數，Hm(Q)與Hy(Q)是有功功率上下限值和時延，電壓幅值和參考電壓值，Ra(q)=Hm(Q)，得到有功功率和無功功率的調度函數為：(11)公式(11)中，U(Q)表示為電網有功無功協調函數，Y(s)表示為系統狀態函數。結合主動配電網運行經濟性分析方法，進行電網自動化調控全過程模擬和自動化控制，通過對電網的有功無功協調，進行輸出穩定性調節，完成有功無功協調調度。在此基礎上，可以對電網自動化調控進行優化控制。

3.2電網自動化調控優化控制

在滿足節點電壓的安全穩定條件下，進行電力基建項目中電網自動化調控和電力資源的優化調度，得到二階錐松弛形式：(12)公式(12)中，Lm表示為m空間中的二階錐，b表示為平移，Ax表示為旋轉倒影。結合Lyapunov穩定性收斂條件，根據分解協調原理，取基建項目中電網輸出極小值的控制系數O，存在下列等式成立：(13)利用加速梯度方法，求解電網自動化調控的積向量，其為：(14)公式(14)中，prox(·)表示為近端操作，zq表示為步長，f(x)表示為凸函數。得到電網自動化調控的積向量后，再通過對全局協調器進行穩定性控制，對其進行運算，可以得到基建項目中電網調控的優化模型為：(15)公式(15)中，F表示為電網調控節點，wji表示為電網調控控制全局邊界值。通過得到的基建項目中電網調控的優化模型以及上述其他步驟，利用加速梯度方法，得到電網自動化調控的積向量，構建基建項目中電網調控的優化模型，憑借基建項目中電網調控的優化模型以及多元參數尋優方法，實現電力基建項目中電網自動化調控優化控制，以提高電力基建項目中電網自動化調控全過程模擬中的應用性能。

4仿真實驗與結果分析

為了驗證本文方法在實現電力基建項目中電網自動化調控全過程模擬中的應用性能，結合VisualC++仿真工具進行仿真實驗，設定基建項目中電網輸出電壓幅值為1200V，輸出功率的最大增益為200dB，干擾強度為-12dB，線路全長延時為1.68ms，根據上述參數設定，進行電力基建項目中電網自動化調控，得到電網功率增益輸出如圖2所示。根據圖2得知結果表明，采用該方法進行電網功率增益輸出調節，輸出的穩定性較好，增益較高，測試輸出誤差，得到對比結果如圖3所示。分析圖3得知，本文方法進行電力基建項目中電網自動化調控的輸出誤差較小，協同控制能力較強，提高了電網輸出的均衡性和輸出增益。

5結束語

通過對電力基建項目中電網的自動化調控，建立電力基建項目中電網的輸出區間解耦控制模型，提高電力基建項目中電網調控和優化控制能力，本文提出基于有功無功協調調度的電力基建項目中電網自動化調控全過程控制模型，采用有功無功協調調度的方法進行電力基建項目中電網自動化調控和電力資源的優化調度，結合主動配電網運行經濟性分析方法進行電網自動化調控全過程模擬和自動化控制，研究得知，本文方法進行電力基建項目中電網自動化調控的輸出誤差較小，輸出增益較大。

作者:周鵬 萬華 周斌 王虹 單位:國網寧夏電力建設分公司