基于动态无功优化的变电站电压无功控制系统参数整定方法

摘要

变电站自动电压无功控制（Voltage Quality Control，VQC）作为变电站综合自动化的一项重要功能，具有提高电压质量，降低有功网损，保证电网安全经济运行的重要作用。现有研究主要针对变电站VQC的区域图控制策略，而对区域图中电压和功率因数限值的控制参数整定问题研究很少。然而控制参数的整定直接影响到变电站内控制设备的动作效果。如何通过控制参数的合理整定来避免调压设备的频繁动作并实现变电站全天电压无功运行状态的最优，是变电站VQC中亟待解决的关键问题。为此，本文对基于动态无功优化的变电站VQC系统控制参数整定方法进行了深入的研究和探索，主要研究成果如下：
　　①针对现有模型的功率因数理想目标值设置不当、电压和功率因数的硬约束不符合实际，以及日负荷曲线的小时级等值可能带来的大误差等问题，论文建立了变电站的动态无功优化新模型。该模型基于5分钟一个采样周期的日负荷曲线，根据变电站高压侧电压设置功率因数理想目标值，修改了电压和功率因数安全约束成为目标函数中的电压合格率与功率因数合格率，并探索了控制设备动作次数的变化对变电站电压无功控制效果的影响程度。通过对比蝙蝠算法与遗传算法、粒子群算法的搜索能力，采用蝙蝠算法求解所建新模型，并提出了处理模型约束的引导校正策略，以提高蝙蝠算法的随机搜索效率。
　　②现有变电站VQC的区域图控制策略基于实时信息来确定其控制方案，难以实现调压设备的动作在全天范围内的合理分配，常常存在频繁动作问题或者动作失效问题。为此，论文提出了基于动态无功优化的变电站VQC系统控制参数整定方法。该方法结合了变电站的动态无功优化策略和十五区域图控制策略。首先以动态无功优化的最优解来确定调压设备在全天的动作时段、调整量以及每个时段的调节次数。然后在此基础上结合十五区域图控制策略来确定动作时段所对应的控制区域和控制参数的上下限值。对于非动作时段，则以电压和功率因数的考核范围来整定其限值，同时将调压设备的动作次数限制设置为0。由此使基于十五区域图控制策略的实际变电站VQC系统具有动态无功优化的控制效果。
　　③以广东某地区110kV变电站的实际数据为例，验证了本文所提变电站动态无功优化方法以及VQC参数整定方法的有效性。同时将所提VQC参数整定方法应用于实际变电站VQC的工程实践，实践结果验证了所提方法在工程实际应用中的有效性。

目录

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英文摘要

目录

1 绪 论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要研究工作

2 遗传算法、粒子群算法和蝙蝠算法介绍

2.1引言

2.2遗传算法

2.3粒子群算法

2.4蝙蝠算法

2.5本章小结

3变电站动态无功优化新模型和算法

3.1引言

3.2变电站动态无功优化新模型

3.3动态无功优化的改进蝙蝠算法

3.4算例及仿真

3.5本章小结

4 基于动态无功优化的变电站VQC系统控制参数整定方法

4.1引言

4.2变电站区域图控制策略

4.3变电站VQC系统控制参数整定方法

4.4算例及仿真

4.5广东某地区变电站实际应用及效果

4.6本章小结

5 结论与展望

5.1主要结论

5.2有待于进一步研究的问题

致谢

参考文献

附录

A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目