基于粒子群优化的二级电压控制分区

摘要

电压稳定问题长久以来一直是电力系统的一项重要研究内容。对于电压稳定性问题的研究工作主要集中在以下三方面:电压稳定安全性能指标、电压崩溃机理和防止电压崩溃事故的措施。防止电压崩溃事故的一种较为有效的方法是就是分级电压控制,它将整个电力系统的电压分为三个层次进行控制,即第一级、第二级和第三级电压控制。其中,第三级在将整个电力系统分成若干控制区域的基础上,进行电压无功的全局优化;第二级协调各个区域内第一级控制设备的工作,以保证区域内各节点的电压质量;第一级通过调节发电机组、无功补偿设备等为系统提供所需的无功。第二级是等级电压控制的重要环节,起着承上启下的作用,本文主要对第二级电压控制的分区算法进行了研究。
　　 首先,本文根据电气节点间的电气距离,建立了电压控制分区的数学模型,并将主导节点的选择引入到分区适应度函数中来,使电网分区和主导节点的选择同步完成。将两个问题统一起来不仅为控制策略的实施赢得了时间,而且所得区域内部的耦合性更强,更有利于控制措施的实施以提高系统电压稳定水平。
　　 其次,本文利用粒子群优化算法求解该模型并且提出基于粒子群优化的二级电压控制分区,可以得到各分区数对应的分区方案,更加方便灵活;分区个数无需事先确定,最小适应度值对应的分区方案即是最佳分区方案,对应的分区个数即是最佳分区个数;克服了以往分区方法中需要人为确定分区个数的不足。以IEEE39节点测试系统为例进行了计算分析,所得的结果比较好,从而验证了所提出的引入主导节点选择的二级电压控制分区方法有效、可行。
　　 最后,在对于二级电压控制策略的选择上,本文采用了一种能够解决新模式下的电网无功电压分布式控制模式和控制策略,该控制策略使用分布式技术及混合优化技术,将传统的集中控制系统扩展为分布式二级控制,由调度中心对全网的无功电压进行计算,提出对应的控制策略,由各个集控站根据调度中心发出的指令,执行相关的动作,实现全网无功电压的优化运行。