配電網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化運(yùn)行控制方法_工程管理

1、配電網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化運(yùn)行控制方法配電網(wǎng)優(yōu)化掌握方法在理論上有很多掌握方法,但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于有很多不確定因素,簡(jiǎn)化了約束條件,并進(jìn)行綜合考慮,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行的目的。本文在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述配電網(wǎng)優(yōu)化掌握的方法。一、配電自動(dòng)化配電自動(dòng)化系統(tǒng)的功能基本有5個(gè)方面即配電 SCADA、故障管理、負(fù)荷管理、自動(dòng)繪圖規(guī)范設(shè)理,地理信息系統(tǒng)(AM/FM/CIS)和配電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用。同輸電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一樣,配電網(wǎng)的SCADA也是配電自動(dòng)化的基礎(chǔ),只是數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容不一樣,目的也不一樣,配電SCADA針對(duì)變電站以下的配電網(wǎng)絡(luò)和用戶,目的是為DA/DMS供應(yīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但是,僅僅是配電 SCA

2、DA的三遙功能,并不能稱為配電自動(dòng)化系統(tǒng),必需在配電SCADA基礎(chǔ)上增加饋線自動(dòng)化(FA)功能。饋線自動(dòng)化的基本功能應(yīng)包括饋線故障的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)隔離、自動(dòng)恢復(fù)。配網(wǎng)故障診斷是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題,依據(jù)配網(wǎng)實(shí)際狀況和故障狀況的差別,診斷的步驟與方法不同。診斷方案應(yīng)適用于單相接地故障、相一相故障、相一相接地故障和三相故障。使用范圍為中性點(diǎn)不接地或小電流接地系統(tǒng)。為了完成DA的功能,配電SCADA除了可以采集正常狀況下的饋線狀態(tài)量,還應(yīng)對(duì)故障期間的饋線狀態(tài)進(jìn)行精確的捕獲;除可進(jìn)行人工遠(yuǎn)程掌握,還應(yīng)對(duì)饋線設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)掌握,以便實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)隔離和自動(dòng)恢復(fù)。二、配電網(wǎng)優(yōu)化掌握方法為了降低預(yù)想事故集中的擾動(dòng)帶

3、來(lái)的損失,削減事故后的操作代價(jià),使系統(tǒng)從擔(dān)心全狀態(tài)回到正常狀態(tài),所實(shí)行的一系列掌握措施。假如系統(tǒng)進(jìn)入緊急狀態(tài),此時(shí)進(jìn)行的防止事故擴(kuò)大的操作稱為緊急掌握,使系統(tǒng)進(jìn)入待恢復(fù)狀態(tài)。對(duì)處于待恢復(fù)狀態(tài)的系統(tǒng),需要實(shí)行負(fù)荷轉(zhuǎn)供和負(fù)荷切除等手段,以盡快的給盡可能多的失電負(fù)荷恢復(fù)電能供應(yīng)。本文將重點(diǎn)爭(zhēng)論恢復(fù)掌握中的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、電容器投切以及相關(guān)的綜合優(yōu)化方法。1、配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是通過(guò)選擇分段開(kāi)關(guān)、聯(lián)絡(luò)斷路器的開(kāi)合狀態(tài),來(lái)轉(zhuǎn)變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以達(dá)到削減網(wǎng)損、平衡負(fù)荷、提高電壓質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行方式的目的。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題,它是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,從數(shù)學(xué)模型來(lái)看,屬于非線性組合優(yōu)化問(wèn)題。假如系

4、統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和電氣狀況允許,對(duì)每一個(gè)單重故障,將可以找到多個(gè)可行的轉(zhuǎn)供方案,方案越多,一則可以粗略的認(rèn)為該系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越頑強(qiáng)。在樹(shù)枝沒(méi)有聯(lián)絡(luò)斷路器存在的配電網(wǎng)中是不存在重構(gòu)問(wèn)題的,所以配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)理論的推導(dǎo)都是基于配電網(wǎng)具有環(huán)形結(jié)構(gòu)開(kāi)環(huán)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)。在配電網(wǎng)中存在大量的常閉分段斷路器和少量的常開(kāi)聯(lián)絡(luò)斷路器,隨著負(fù)荷的波動(dòng)或者故障的緣由,各條饋線在輕載與重載之間轉(zhuǎn)換,配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)允許其開(kāi)合交換支路,平衡各條饋線之間的負(fù)荷,這不但可以增加各條饋線的穩(wěn)定裕量,消退過(guò)載,提高其平安性,還可以提高總體的電壓質(zhì)量,降低網(wǎng)損,提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。配電網(wǎng)重構(gòu)是一個(gè)有約束的、非線性、整數(shù)組合優(yōu)化問(wèn)題,通常以網(wǎng)損最

5、小為目標(biāo)函數(shù),以電壓質(zhì)量、線路變壓器容量等為約束條件,目前配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的算法有許多,諸如最短路徑法、遺傳算法、快算支路交換算法、窮舉搜尋法等,這些算法都在處理目標(biāo)函數(shù)上,在不同的方面取得了肯定的進(jìn)展,但是考慮到網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)在實(shí)際中僅是配網(wǎng)優(yōu)化掌握的一個(gè)方面,是在多目標(biāo)決策下的一種優(yōu)化,還需要受到其它優(yōu)化目標(biāo)的限制,所以這些網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法在實(shí)際應(yīng)用中還需要做肯定的調(diào)整。2、電容器的投切電容器投切在一般的配電網(wǎng)優(yōu)化中,主要作用就是改善電能質(zhì)量和降低網(wǎng)損,電容器的投切對(duì)配電網(wǎng)的優(yōu)化掌握有著很重要的意義。長(zhǎng)期以來(lái),討論規(guī)劃階段電容器優(yōu)化配置的文獻(xiàn)比較多,對(duì)運(yùn)行中電容器優(yōu)化投切的討論還特別有限。后來(lái)很多學(xué)者

6、就電容器的投切策略做了大量的討論,還有些學(xué)者針對(duì)配電網(wǎng)的模型進(jìn)行了討論,并對(duì)相應(yīng)的算法做了進(jìn)一步改進(jìn)。比如在中低壓配電網(wǎng)中,三相負(fù)荷由于是隨機(jī)變化的,且一般不平衡,但大多數(shù)對(duì)電容器優(yōu)化投切的討論是建立在三相負(fù)荷平衡的假設(shè)條件上的。三相負(fù)荷不平衡會(huì)導(dǎo)致供電點(diǎn)三相電壓、電流的不平衡,進(jìn)而增加線路損耗,同時(shí)會(huì)對(duì)接在供電點(diǎn)上的電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。因此很多學(xué)者開(kāi)頭討論三相模型,其中有人提出了一種配電網(wǎng)中三相不平衡負(fù)荷的補(bǔ)償方法,還有些文獻(xiàn)利用三相負(fù)荷模型進(jìn)行電容器優(yōu)化投切的討論,取得了較好的效果。就優(yōu)化方法而言,不少文獻(xiàn)和著作都介紹了各種各樣的算法,詳細(xì)可以分為兩類:數(shù)學(xué)模型的解析算法和優(yōu)化問(wèn)題的人工

7、智能算法。前者主要有非線性規(guī)劃、線性規(guī)劃、整數(shù) 規(guī)劃、混合整數(shù)規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃等算法;后者有人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法、模擬退火算法、Box算法和Tabu搜尋法等現(xiàn)代啟發(fā)式算法。解析算法迭代次數(shù)少,收斂速度快,但得到的往往是局部最優(yōu)解。智能算法計(jì)算速度較慢,但在全局最優(yōu)性方面較好。在實(shí)際應(yīng)用中,采納解析類算法的相對(duì)多一點(diǎn)。3、綜合優(yōu)化假如將考慮平安性的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和電容器投切結(jié)合起來(lái),這就是計(jì)及平安性的配電網(wǎng)綜合優(yōu)化。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是一個(gè)有約束的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題,配電網(wǎng)絡(luò)電容器投切是個(gè)非線性整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題,即使單獨(dú)考慮其中一個(gè)問(wèn)題就已經(jīng)非常簡(jiǎn)單,若將它們綜合起來(lái)考慮就會(huì)更加簡(jiǎn)單,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化影響著電容器

8、投切,電容器投切又反過(guò)來(lái)影響網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,二者相互影響。對(duì)大規(guī)模配電網(wǎng)而言,有一種解決方法就是將綜合優(yōu)化問(wèn)題分解成網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和電容器投切兩個(gè)優(yōu)化子問(wèn)題,對(duì)這兩個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行交替迭代逐步靠近最優(yōu)解。即在重構(gòu)算法的優(yōu)化過(guò)程中所得到的每一個(gè)可行重構(gòu)方案的基礎(chǔ)上,加載電容器投切過(guò)程,得到基于該重構(gòu)方案的一個(gè)綜合優(yōu)化解,然后依據(jù)目標(biāo)函數(shù)交替迭代,向最優(yōu)解不斷靠近,直到獲得最終可行方案。這種配電網(wǎng)預(yù)防掌握的綜合優(yōu)化方法,由于所針對(duì)問(wèn)題及求解過(guò)程的簡(jiǎn)單性,使得在線應(yīng)用具有肯定的困難,一般用在離線的運(yùn)行規(guī)劃、平安性分析與調(diào)度當(dāng)中。電容器采納基于遺傳算法的投切方法進(jìn)行計(jì)算,在現(xiàn)有的補(bǔ)償設(shè)備基礎(chǔ)上,以網(wǎng)損最小為目標(biāo),在滿意電壓約束前提下,使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有功損耗最小。而網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)通過(guò)仿真配電網(wǎng)潮流的計(jì)算和網(wǎng)損的評(píng)估,來(lái)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu),確定最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。若單純以配電網(wǎng)的網(wǎng)損作為衡量指標(biāo),則只做電容器投切的算法效果最好,綜合優(yōu)化的次之,重構(gòu)的效果相對(duì)最差,但是從配電網(wǎng)整體綜合優(yōu)化的角度來(lái)看,綜合優(yōu)化的方法則有可取之處,詳細(xì)選擇哪一種算法,需要依據(jù)實(shí)際配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況來(lái)加以考量。三、結(jié)束語(yǔ)配電網(wǎng)優(yōu)化掌握方法在理論上已經(jīng)有很多掌握的方法,但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,由于