黄安平[1]2011年在《智能电网下电压无功优化协调控制研究》文中进行了进一步梳理随着电力系统运行环境的日趋复杂和电力体制改革的不断前进,传统的电力网络有待进一步提升,实现向智能电网的转变。智能电网指以标准化接入为基础,以信息共享、智能决策和综合调控为主要手段,具有多指标自趋优运营能力的电网。智能电网的无功控制应该具有实时就地平衡能力,任何一个瞬间,发电厂、变电站、输电线路和用电负荷等网域的任何一个地方,无功功率都可以自己平衡,保证输变电线路及各电压层级之间传输无功功率为零。在智能电网环境下,通过对电力系统的无功进行全局优化配置和调度,可以保证电网安全、可靠、经济和优质运行。本文针对智能电网下出现的电压无功优化控制问题进行研究,分析了现代电网无功电压调控的特点、原理和措施,探讨了电压无功优化的模型和算法、无功电压分区方法和基于多Agent技术的分布式电压无功优化协调控制方法。具体的研究内容包括:(1)电力系统无功优化是一个多变量、多约束、多极值的混合非线性的优化问题。介绍了电力系统无功优化领域的研究现状及其发展,传统的电压无功调控手段难以满足智能电网下无功优化控制需求。通过对现代电网无功电压调控的特点及措施进行研究,提出了在上网电厂多为定无功运行方式下推广500kV变压器有载调压的必要性和合理性。建立了以节点电压合格以及网损最小化为目标的电力系统无功优化控制模型,采用锦标赛选择法和最优保存法相结合的灾变遗传算法进行优化求解,提高了运算效率和全局收敛性。(2)传统的集中式优化计算难以满足大规模系统的无功优化需求,考虑到无功功率平衡的局部特性,提出了基于电网分层分区的分布式并行无功优化算法。通过自然分区规则将大规模电网分解为若干较小规模的分区,然后通过相互协调实现全网的无功优化。将该算法与多Agent技术相结合,考虑了功率因数的调节控制,从电压越限量、最佳无功补偿度、最佳无功裕度、最佳主变变比和最佳主变调档范围等经济性和可靠性指标进行评估,提出了基于多Agent技术的分布式电压无功优化协调控制方法。通过对实际电网的计算结果表明,本文建立的模型以及提出的协调控制方法具有有效性、合理性、实用性和可靠性,所进行的研究工作具有很好的理论意义和实用价值,对智能电网下大规模电力系统的无功优化计算具有重要的现实意义。
李琰[2]2001年在《变电站电压无功综合控制及其智能监控系统的研究》文中提出针对国内变电站电压调整大都是靠人工调节，有载调压变压器(OLTC)分接头在自动控制方式下动作频繁，并考虑到变电站运行环境存在较强的电磁干扰，可靠性要求高等情况，本论文在对变电站电压无功传统调节判据进行讨论和改进的基础上，提出了一种变电站电压无功综合控制的方法，运用具有高可靠性的可编程序控制器(PLC)作为下位机，进行变电站数据实时采集、状态判别、输出控制；计算机作为上位机，对变电站进行综合监控，上、下位机进行通讯，及时直观的反映变电站各项运行信息，构成一个完整的分布式监控系统，实现了取长补短、优势互补，提高了整个系统的稳定性。为充分实现控制的自动化和智能化，本论文引入模糊控制和神经网络分析，进行模糊识别和模糊决策，在保证无功基本平衡和电压基本合格的前提下，使OLTC分接头动作次数降至最低。
何湘阳[3]2008年在《基于TSC的电压无功优化控制装置的研究与设计》文中研究指明电网电压无功控制问题是一个关系到系统电压稳定、保证电压质量、提高电网运行经济性的重大课题,一直受到电力系统运行人员和研究人员的关注。对于联系电网和用户的变电站来讲,通过合理调节变压器分接头和投切电容器组,在很大程度上可以保证电压质量的合格及无功的就地平衡。变电站电压无功综合控制既是变电站自动化系统必不可少的功能之一,也是区域网电压无功集中控制的重要组成部分。随着近几年电网改造在全国范围的展开,大部分带有电容器和有载调压变压器的变电站都装上独立的VQC。虽然这些装置在改善电压质量和降低网损等方面起到积极作用,但是在运行中也发现了一些不足和有待提高的地方。针对上述存在的问题,迫切需要设计一种能够适应变电站自动化系统和电压无功综合控制的需要,弥补当前控制装置存在的不足,利用模糊控制和计算机仿真技术,研制性能更加完善,实用性更强的变电站电压无功控制装置。通过分析目前变电站的电压无功控制情况,在满足“保证电压合格,无功基本平衡,尽量减少调节次数”的变电站电压无功综合调节的基本原则要求前提下,本文提出了基于TSC的电网电压无功优化方案,设计了结合模糊控制和专家系统这两种人工智能方法的控制器,既保留了模糊控制处理不确定性问题的能力,又可以充分利用专家系统的综合决策能力。论文以变电站为例,具体论述了基于模糊控制和专家系统的变电站电压无功控制系统的设计过程,并通过实例仿真对其效果进行了验证。根据电压无功控制装置的技术要求和控制功能,本文设计了一种采用工控机硬件平台和基于PSD芯片的单片机系统的新型半独立式VQC控制装置,完成了装置的硬件选型、调试和软件设计。样机的全面测试和试运行结果,表明该装置调节和控制方法合理、准确、可靠,可有效解决以往变电站电压无功控制装置由于控制策略和硬件的限制所产生的控制效果差、动作频繁、界面不友好等缺陷,其性能指标完全满足变电站运行需要,达到实用化要求。
徐泽华[4]2001年在《智能电压无功控制系统的研究与开发》文中研究表明本文首先介绍了变电站电压无功综合控制的目标、原理、意义及数学模型，分析了现有控制方法和实现方式的优缺点，运用模糊控制技术，依据九区域控制分环节来减少调节次数和抑制误动的控制方法，给出了模糊-积分控制方法的具体实现和仿真结果，分析了该方法的优缺点。在实现方式方面，该系统全面按照Windows环境的要求设计，设计了系统的软件结构和硬件组成。为了满足网络应用的需要，提出了分布式电压无功控制系统的设计方案和具体实现。分布式电压无功控制系统既保持了电压无功控制装置的独立性，又使系统变得更易于扩展、配置灵活、可以更好地实现信息共享。另外，文中还分析了电压无功控制系统中采样的要求，根据Windows环境下实现高频率采样系统的要求，提出了利用WDM实现电压无功控制系统中的电压电流采样的方法，并给出了WDM驱动程序的实现。
侯硕楠[5]2014年在《改进的粒子群算法及其在电力系统无功优化中的应用》文中指出电力系统无功优化是典型的非线性优化问题,具有多约束、多变量、离散性等特点,在利用目前的优化方法求解时存在很多问题,例如难以找到全局最优、求解时间长、求解精度低等。因此我们有必要研究新的方法或者新的改进策略。以粒子群算法为代表的群智能算法是求解无功优化这类复杂非线性优化问题的有力工具,但粒子群算法是一种相对新的优化技术,在理论分析和应用研究等方面还处于初级阶段,有很多问题值得研究,例如如何提升算法跳出局部最优解的能力,如何提升算法求解高维度、复杂、多峰问题的精度和速度。本文首先针对标准粒子群算法容易陷入局部最优解的缺陷进行改进,提出了两种改进策略——包含精英权重的全面学习策略和锦标赛邻域拓扑改进策略,并将两种改进策略与标准粒子群算法相结合,形成改进的粒子群算法并将其运用到了电力系统无功优化领域。然后本文进一步研究大规模复杂电力网络无功优化的模型及求解方法,在改进粒子群算法的基础上提出了基于协同进化理论框架的大规模复杂电力网络无功优化的求解方法——分布协作粒子群算法,在电网分区的基础之上,以一种分布协作的方式处理复杂系统的无功优化问题。相比传统的集中式的优化计算方式,该方法不仅能够降低问题的复杂程度,加快算法的计算速度,而且能处理各分区无功调节设备的协调配合问题,有利于实现电力系统综合无功电压控制。最后,本文将理论研究成果应用到某市分散式风电项目之中。在对项目调研的基础上,设计了一套综合无功电压控制系统,并利用分布协作粒子群算法完成其中的无功优化部分。通过对比引入综合无功电压控制系统前后风电场无功电压调节设备的动作次数、网损大小及优化计算的时间等关键指标,可以看出本文设计的基于分布协作粒子群算法的综合无功电压控制系统相比传统各风电场单独优化控制和集中式的优化计算方式有很大的优越性。
奚媛媛[6]2016年在《基于MAS的多时间尺度微电网电压无功控制方法研究》文中认为微电网的稳定运行离不开一系列关键技术的支撑,过去关于微电网的供电可靠性和电能质量方面的研究主要集中于调节微电源输出的有功功率以维持系统频率的稳定性,而电压同样作为衡量电能质量一项重要的指标,调压稳定性方面的研究也逐渐成为微电网技术领域的热点课题之一。微电网的电压调节既要达到局部节点电压恢复及时有效性的要求,也要纵观全局实现整个微电网全局无功优化经济性的目标。本文围绕不同控制范围、不同层次的需求的微电网电压稳定方法展开研究,主要创新工作如下：1、建立了叁级电压无功控制模式,本文提出了一种多时间尺度的微电网电压无功控制方法。首先,在经济性和节点电压稳定性的双重目标下,针对微电网全局范围内的微电源制定无功出力的优化调度计划。然后,根据微电网的结构及运行特性划分电压无功控制的区域,各区域电压无功控制器在实时运行过程中计算本区域内微电源的无功出力的调整量,使负荷节点电压能够适应可再生能源和负荷无功功率的随机波动。最后,通过对微电源的底层控制以保证区域电压无功控制器下发的指令能够顺利实施,最终实现负荷节点电压的恢复。2、为了实现上述多时间尺度的电压无功控制方法,本文利用多代理(Multi-Agent System, MAS)技术,构建了电压无功叁级控制的MAS模型以实现微电网不同层次的电压控制目标,并给出了衡量各个微电源无功资源价值的“电压质量满意度因子”和“无功价格因子”作为微电源Agent的协作依据。3、针对微网系统负荷与可再生能源出力的随机波动、线路阻抗参数的不确定性以及微电网结构的灵活多变等复杂背景,为了增强区域电压无功控制器对于微网系统结构及其参数动态变化的适应能力,本文将智能算法Q学习引入二级电压无功控制中,实现各个控制区域的电压自适应控制。4、针对所提出的多时间尺度的电压无功控制的MAS模型,在C++ Builder中搭建的包括不同微电源设备的底层Agent与具有区域电压控制和无功全局优化功能的上层Agent的微电网混合能量管理平台中,验证了在可再生能源发电单元出力及负荷波动的条件下,所提出的多时间尺度的电压无功控制方法有效抑制了负荷节点和微电网母线电压的波动。
翟伟芳[7]2012年在《基于上下层电网协调的变电站电压无功控制策略研究》文中指出变电站的电压无功控制策略是变电站电压无功控制的核心与关键,它的设计直接决定控制效果的优劣,当前的控制策略大部分是变电站电压无功控制装置早期应用于电网时产生的,山于当时电网结构简单,运行方式也比较常规,故此类控制策略基本上能满足当时的需求。然而近些年来,电网规模迅速扩大,用电量大幅递增,电网结构日趋复杂,峰谷差也逐渐拉大,出现了许多极端的运行状况,如在某些时段会经常出现220kV或110kV电压偏高或偏低的现象,如果仍采用常规的电压无功控制策略,则不能充分利用下层的无功资源来改善上层的无功电压水平。如何能既保证变高侧无功和变低侧电压在合格范围内,又充分利用下层无功资源、适应极端运行方式下的上下层电网调控需求,成为极端运行方式下变电站电压无功控制策略调整的新目标。基于上述问题,本文建立变电站电压无功控制装置的数学模型,分析变压器调档和无功补偿投切对控制目标的影响,然后在传统十七区图控制策略的基础上,增加变压器高压侧电压作为判据,形成了新的控制策略-二十一区图。针对变电站电压无功控制装置在不同控制策略下控制过程和效果的研究需求,采用Matlab语言在单站模型的基础上开发了变电站电压无功控制仿真与参数整定软件,该软件具有区域图控制效果仿真和参数整定两大功能,可以模拟变电站电压无功控制系统在十七区图或二十一区图下的控制效果,并可以对十七区图和二十一区图的无功限值进行整定。最后采用该仿真软件对两种十七区图调控不佳的现象,运用二十一区图控制策略进行运行断面仿真分析,并对一个实际变电站进行一日内的全时段二十一区图和十七区图仿真控制。算例分析表明本文提出的二十一区图控制策略在保证变低侧电压和变高侧无功合格的基础上,充分利用变低侧的无功补偿装置实现对上下层电网电压无功关系的协调控制,更好的利用下层的无功资源来补充变高侧的电压无功调控手段,改善上层电网的电压极端状况,具有一定的工程使用价值和实际意义；且提出的参数整定方法能够有效配合二十一区图控制策略在220kV变电站中的使用；开发的仿真软件运行稳定、效果良好。
阮爱民[8]2006年在《镇江电网无功优化与无功控制研究》文中进行了进一步梳理电压是电能主要质量指标之一,对电网稳定运行具有重大影响。无功与电压质量有着密切的联系。为了提高电网电压质量,改善系统无功分布,降低网络损耗,必须对电力系统进行无功优化。无功优化问题是一个复杂的非线性混合整数规划问题,它研究在满足电网调压要求的条件下,使电网的某一指标(如有功网损最小、年支出费用最少)符合要求的无功功率分布的最优方案。论文综述了电力系统电压/无功控制的基本概念,讨论了电压无功优化的控制变量、等式约束条件、不等式约束条件、目标函数以及数学解法。无功优化的方法有非线性规划法、二次规划法、线性规划法、混合规划法、内点法以及人工智能分析方法等;并以网损最小为目标函数,用基于KKT条件的内点法对镇江电网进行了无功优化分析。地区电网的无功电压控制的主要目标是降低电网有功损耗和提高母线电压合格率。其主要控制手段是投切并联电容器和调整有载调节变压器分接头,或者是两种方法结合使用。论文讨论了无功电压闭环控制体系的实现方式,详细介绍了镇江电网基于分级协调的无功电压优化实用控制体系的结构、控制策略和实施效果。该控制体系由“区域级”无功电压控制和“厂站级”无功电压控制组成。论文结合镇江电网的运行现状,分析了镇江电网无功电压控制、管理中存在的问题并提出了合理的解决方案。
边志伟[9]2008年在《鱼峰水泥厂110KV总降压变电站的研究与设计》文中认为变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,它担负着电能传递和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。本文围绕着广西柳州鱼峰水泥厂110KV总降压变电站的设计,就主接线供电可靠性、电压无功控制策略、综合自动化系统可靠性等方面进行了深入的研究。本文设计了四种工厂降压变电站的电气主接线方案,运用德尔菲专家函询法分析了变电站各种典型主接线的运行灵活性;运用最小路集法给出了各种电气主接线的工程方框图,分析并计算了系统工作可靠率、故障频率、故障率等各种可靠性指标。从而得出最优方案,完成了变电站一次系统的主接线设计,同时为保证系统长期稳定运行,对系统的一次主接线进行了优化设计。对变电站的电压无功控制策略进行了研究,分析了各种控制策略的特点,介绍了无功补偿装置的原理,给出了本变电站的电压无功控制策略。研究了变电站综合自动化系统的可靠性,首先讨论了干扰及干扰信号的来源,提出抗干扰措施;然后介绍了自动装置的自检技术和软件工作的抗干扰措施。针对老式变电站安全性、可靠性不高的问题,二次系统采用先进的微机保护装置,集测量、控制、保护等功能为一体,极大地提高了系统的可靠性。采用了分层分布式的系统结构,替代了由分立元件组成的继电保护屏,取消了常规的测控屏、远动屏、中央信号系统等。自动化程度明显得到了提高。
参考文献：
[1]. 智能电网下电压无功优化协调控制研究[D]. 黄安平. 华南理工大学. 2011
[2]. 变电站电压无功综合控制及其智能监控系统的研究[D]. 李琰. 福州大学. 2001
[3]. 基于TSC的电压无功优化控制装置的研究与设计[D]. 何湘阳. 湖南大学. 2008
[4]. 智能电压无功控制系统的研究与开发[D]. 徐泽华. 湖南大学. 2001
[5]. 改进的粒子群算法及其在电力系统无功优化中的应用[D]. 侯硕楠. 东北大学. 2014
[6]. 基于MAS的多时间尺度微电网电压无功控制方法研究[D]. 奚媛媛. 合肥工业大学. 2016
[7]. 基于上下层电网协调的变电站电压无功控制策略研究[D]. 翟伟芳. 华南理工大学. 2012
[8]. 镇江电网无功优化与无功控制研究[D]. 阮爱民. 东南大学. 2006
[9]. 鱼峰水泥厂110KV总降压变电站的研究与设计[D]. 边志伟. 中南大学. 2008
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