基于切换系统的无功／电压优化控制及深圳电网应用.pdfVIP

第 28卷 第 4期 电工 电 能 新 技 术 Vo1．28．No．4 2009年 10月 AdvancedTechnologyofElectricalEngineeringnadEnergy Oct．2009 基于切换系统的无功 ／电压优化控制及深圳电网应用 王 哲，陈 颖，梅生伟，李 锐 (清华大学电机 系电力系统国家重点实验室，北京 100084) 摘要 ：论文首先介绍 了切换 系统 的一般原理 ，随后基 于该原理 ，根据 不同控制 目标将 电网无功／电 压优化控制分解为两个子系统的协调优化控制器设计 问题 。为此分别建立 了各子系统 的优化控 制模型 ，设计 了子系统间的切换机制；进一步构建 了基于切换系统的电网无功／电压 多 目标优化控 制系统 ，提 出一种无功／电压优化控制新算法。该算法成功投运于深圳电网。现场运行测试结果表 明，所提 出的控制策略可显著提 高电网的静态电压运行水平，并有效降低 系统网络损耗 。 关键词 ：切换 系统 ；无功，电压优化 中图分类号 ：TM734 文献标识码 ：A 文章编号 ：1003—3076(2009)04．0014．05 在线应用 。综上，若要构建实用的无功，电压优化控 引言 制模型，不仅需要考虑系统经济性和安全性等多种 随着 国民经济发展和人民生活水平的提高，用 控制 目标和各种动态约束条件，更应该便于求解、适 户对电能质量提出了越来越高的要求。配电网作为 合在线应用。 直接面向最终用户 的供 电系统 ，其电压水平与供电 本文根据切换系统的基本思想 ，并结合多 目标 质量紧密相关 。构建适应配 电网结构和运行特点的 优化控制 的基本原理 ，将配电网无功／电压优化控制 无功，电压优化控制系统具有十分重要 的现实意义。 问题进行分解 ，提出一种基于切换系统的无功 ／电压 无功 ／电压优化控制 的理论和应用研 究一直备 优化控制系统模型，并给 出了各子系统 的优化控制 受关注 ，例如二级、三级 电压控制 ，以及电压安全 算法 。在深圳 电网进行 的实际在线测试结果表 明， 控制理论等H。然而与输 电网相 比，配 电网有其 自 所提出的控制方法不仅易于求解 ，适合在线应用 ，且 身特点 ，如发 电机少且一般不可控 、主要调节手段局 可实现系统多 目标趋优控制。 限于可投切电容电抗和变压器 的有载调压分接头 1 基于切换系统的无功，电压优化控制 (OLTC)、网络拓扑是放射状结构等。因此不能完全 照搬输电网中现有 的相关理论和方法 。 1．1 切换系统的一般原理 实际电网的负荷 总是在不断变化 ，针对单个时 切换系统 (SwitchedSystem)是一类典型的混成 间断面进行 的静态无 功 ／电压优化控制无法满足 电 系统 (HybridSystem)，通常 由若干子控制系统 以及 网连续优化运行的性能要求 。而考虑系统负荷变化 子系统之间的切换规律组成 。切换系统的主要研究 动态过程的无功 ／电压优化控制模 型一般为含有离 内容包括系统建模、稳定性分析 、鲁棒控制、优化控 散变量 的非线性整数动态优化问题。该类问题控制 制 、以及大量 的工程应用 。 变量较多 ，可行解范围巨大，直接求解十分困难 。通 切“换”作为一种控制思想 ，很早就在控制理论 常的做法是根据离线负荷预测数据 ，将问题进行分 中出现 ，并且实际应用范 围越来越广。切换系统一 段简化 ，以求得一个较