李娜　張繼強(qiáng)

摘要：現(xiàn)階段，隨著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展水平的不斷提升以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，我國(guó)的電網(wǎng)發(fā)展速度不斷加快。從專業(yè)化角度出發(fā)，變電站無(wú)功電壓的合理優(yōu)化控制成為對(duì)電網(wǎng)安全化、穩(wěn)定化以及經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行的重要要求。我國(guó)的大規(guī)模無(wú)功電壓控制方法仍然是以計(jì)劃指令為主，也就是上級(jí)電網(wǎng)按照季度下達(dá)的無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)南鄳?yīng)指標(biāo)，對(duì)下級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行控制。其局限性在于難以適應(yīng)電網(wǎng)的變化運(yùn)行要求。本文就變電站的無(wú)功電壓的合理化優(yōu)化控制策略展開(kāi)詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：變電站；無(wú)功電壓；優(yōu)化控制策略

0引言

從某種程度上講，電壓是衡量電能的指標(biāo)之一，其影響因素有電力系統(tǒng)中的無(wú)功不足與無(wú)功分布情況不科學(xué)[1]?，F(xiàn)階段，隨著現(xiàn)代化電力行業(yè)進(jìn)步發(fā)展，廣大客戶對(duì)于電能質(zhì)量水平的要求更加嚴(yán)格，因此我們要借助科學(xué)化的手段來(lái)降低變電站的網(wǎng)損情況，盡量改善其電壓水平，確保電壓的穩(wěn)定性以及可靠性。

1 變電站無(wú)功電壓優(yōu)化的基本論述

（1）變電站無(wú)功電壓優(yōu)化的特點(diǎn)。目前，變電站中的無(wú)功電壓控制存在動(dòng)態(tài)性、離散性、非線性、大規(guī)模以及不連續(xù)性的特點(diǎn)，電壓無(wú)功控制主要是指在滿足多種約束條件的基礎(chǔ)上，最大限度利用最少的無(wú)功投入來(lái)有效改善變電站電壓的實(shí)際質(zhì)量水平，在一定程度上減少網(wǎng)損。具體來(lái)說(shuō)，變電站中的無(wú)功控制借助合理調(diào)整端電壓、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以及系統(tǒng)中變壓器的分接頭位置，并有效利用先進(jìn)化以及科學(xué)化的人工智能化管理技術(shù)，建立起變電站無(wú)功的優(yōu)化控制數(shù)學(xué)化模型。采用負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法，實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)功優(yōu)化控制。

（2）變電站中無(wú)功平衡以及電壓之間的關(guān)系。從專業(yè)化角度出發(fā)，當(dāng)隱極發(fā)電機(jī)在經(jīng)過(guò)了一段線路然后再向負(fù)荷進(jìn)行供電的時(shí)候，若有功功率已經(jīng)被確定，則發(fā)電機(jī)能夠送到的無(wú)功功率可以表示為：

從公式中我們可以看出來(lái)，當(dāng)公式中電勢(shì)E被確定為定值的時(shí)候，則Q以及V之間的關(guān)系可以如圖一所示，其中曲線1就是兩者之間的關(guān)系，而負(fù)荷的實(shí)際無(wú)功電壓情況則如圖中的曲線2所示。圖1中的曲線1以及曲線2之間的交點(diǎn)可以有效確定運(yùn)行電壓Va。從某種程度上講，當(dāng)負(fù)荷不斷增加的時(shí)候，無(wú)功電壓的實(shí)際特性情況則表示為圖中的曲線2。但是如果無(wú)功電源并未增加，那么其特性還是可以用曲線1來(lái)表示。而且曲線1與2之間的交點(diǎn)則是全新的運(yùn)行點(diǎn)，而且Va‘則是負(fù)荷的電壓。從以上的情況可以看出，無(wú)功功率缺乏，會(huì)造成電壓下降，而無(wú)功功率相對(duì)來(lái)說(shuō)比較充足的話，則電壓就會(huì)不斷提高。那么就可以在一定程度上充分滿足在負(fù)荷上的無(wú)功增加，確保負(fù)荷的實(shí)際電壓程度[3]。

2 變電站無(wú)功電壓優(yōu)化的控制措施

（1）合理優(yōu)化相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。從專業(yè)化理論角度來(lái)看，為了降低電力網(wǎng)損，不斷提高設(shè)備實(shí)際壽命，需要將變電站二十四小時(shí)的網(wǎng)損最小作為其目標(biāo)函數(shù)，把相關(guān)設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)以及母線電壓的實(shí)際質(zhì)量合格情況作為其約束條件，其控制方法是電容器組的投切以及有載調(diào)壓變壓器的分接頭控制調(diào)節(jié)，從而有效建立優(yōu)化的專業(yè)化數(shù)學(xué)模型，具體表示為：

（2） 負(fù)荷分段方案的合理化控制優(yōu)化。因電力系統(tǒng)中的負(fù)荷變化具有連續(xù)性的特點(diǎn)，然而用于優(yōu)化的負(fù)荷應(yīng)屬于分段靜止的，所以就必須對(duì)連續(xù)性的負(fù)荷實(shí)施階梯性的分段劃分，將每個(gè)分段劃分內(nèi)的負(fù)荷假定為保持不變的。其分段原則主要是把負(fù)荷變化幅度相對(duì)較大的階段實(shí)施分開(kāi)劃分，滿足各個(gè)劃分段內(nèi)部的實(shí)際電壓合格率。從負(fù)荷分段方法上來(lái)看，可以把預(yù)測(cè)日的標(biāo)準(zhǔn)化負(fù)荷曲線看成是首尾相連的。為控制好目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)實(shí)施兩次分段，第一次控制方案把主變壓器的實(shí)際分接頭動(dòng)作次數(shù)作為約束條件，明確主變壓器的實(shí)際分接頭檔位。第二次把電容器組的實(shí)際投切次數(shù)作為約束條件來(lái)明確投切方案; （3） 段內(nèi)方案的二次優(yōu)化。二次優(yōu)化需對(duì)大時(shí)段內(nèi)部的負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，確定預(yù)測(cè)日的主變壓器在分接頭方面的檔位。借助電容器實(shí)際投入組數(shù)量與主變壓器分接頭檔位情況來(lái)確定優(yōu)化控制方案，確保網(wǎng)損最小化與母線電壓達(dá)到合格水平。若任意組合方案的母線電壓都不合格，則選擇最接近實(shí)際合格標(biāo)準(zhǔn)的組合方案; （4） 明確設(shè)備動(dòng)作最終方案。在對(duì)變電站的電壓、無(wú)功進(jìn)行優(yōu)化控制期間，因需充分考慮到設(shè)備的實(shí)際動(dòng)作次數(shù)制約情況，所以不可以按照之間原有的靜態(tài)化無(wú)功控制的計(jì)劃方案來(lái)實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償。預(yù)測(cè)日負(fù)荷的劃分期間，需要充分考慮到優(yōu)化方案在實(shí)際求解方面的復(fù)雜程度，若如果分段過(guò)多，盡管優(yōu)化控制方案已經(jīng)最接近實(shí)際，而且網(wǎng)損降低程度相對(duì)較高以及電壓在合格率上也相對(duì)較高，但是相應(yīng)的優(yōu)化方案在具體求解上卻是十分復(fù)雜。具體設(shè)備調(diào)節(jié)次數(shù)會(huì)在一定程度上日益增加。

3結(jié)語(yǔ)

總而言之，在我國(guó)的配電事業(yè)發(fā)展過(guò)程中，變電站擔(dān)負(fù)著非常重要的無(wú)功調(diào)節(jié)職責(zé)，關(guān)系到電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，需要對(duì)變電站的無(wú)功電壓進(jìn)行合理化優(yōu)化控制。具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)際控制期間，可以通過(guò)合理優(yōu)化相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型、負(fù)荷分段方案的優(yōu)化、段內(nèi)方案的二次優(yōu)化以及明確設(shè)備動(dòng)作最終方案等，發(fā)揮電壓無(wú)功優(yōu)化控制的實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)：

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