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地区电网无功分区分层控制中的组合分支定界算法

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  • 更新日期:2014-09-04 11:44
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  摘要:提出了无功功率分层控制的优化模型,该模型以变电站的无功功率偏差最小为目标函数,满足无功功率平衡及功率因数限制等不等式约束,并采用组合分支定界算法进行求解. 实际应用表明,采用该方法不仅可以实现无功功率的就地平衡,还可以实现无功功率不同电压等级之间分层的支持决策,验证了该方法的有效性.

  关键词: 无功功率,分区分层控制,自动电压控制,分支定界算法

  随着地区电网信息化程度的提高,以及智能化电网建设的要求,对地区电网的无功功率进行有效而精确的控制是大势所趋. 无功功率控制一般以分层分区、就地平衡为原则. 目前,AVC 技术是解决地区电网无功电压控制问题的有效手段,并已在国内外电力系统中得到了广泛应用[1-3]. 在AVC 技术中,由于计算误差、参数误差,以及测量数据误差等方面的影响,按照最优潮流算法很难对电容器组作出有效控制,因此采用九域图控制方式较多,从而失去了集中控制的优点[4,5]. 尤其当变电站的功率因数不能满足要求,而本地的无功资源告竭,需要其他变电站给予无功支持时,九域图控制方式是无能为力的[6].针对目前电容器组控制和AVC 技术所存在的问题,本文首先对地区电网进行分区,将每个区的无功控制问题描述为以网损最小为目标函数,同时满足无功功率平衡及功率因数限制等约束的优化问题,进一步将其简化为以变电站注入无功偏差最小为目标函数且满足功率因数不等式约束的优化问题,并采用组合分支定界算法对此问题进行求解. 以我国南方某电网的实际应用为例说明,本方法不仅可以达到无功功率的就地平衡,还可以实现无功功率不同电压等级之间的相互支持.

  1 地区电网的特点及分区控制

  无功功率在不同变电站之间的相互支持包括横向和纵向两种,如图1 所示.在变、配电系统中,由于环网较少,不同变电站之间的无功支持主要还是以纵向为主[7,8]. 因此,在形成控制方案时,不属于同一供电区域的无功功率补偿装置不能进行组合,只能在联系较紧密的变电站之间形成,这样也大大减少了预选方案的数量.地区电网在进行无功电压控制时一般分区进行. 分区的原则通常是将一个220 kV 变电站的供电区域作为控制区,不考虑区域之间的无功支持.

  2 分区分层控制的数学模型

  本文对地区电网的无功电压控制采用如下的简化模型,控制目标函数为:

图2

    
 

 
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