区域电网电压自动控制系统的开发及应用

摘要

电网电压控制和无功优化是提高电压合格率，降低有功网损，保证电网安全运行及优质经济运行的有力措施。借助调度自动化系统，电网自动电压控制(AVC，Automatic Voltage Control)系统能够通过控制变压器有载分接开关的调节及无功补偿设备的投切，实现对全网各节点电压及无功潮流分布的集中优化自动控制;因此，建设AVC系统并早日投入工程应用具有重要的现实意义。 本文依托天津城南电网的AVC系统，详细阐述并分析了AVC系统的具体实现过程、工程应用及应用效果。 首先，在介绍变电站常用调节手段调节电压无功的基本原理的基础上，介绍了常规的采用九区图控制原理的变电站电压无功综合控制(VQC，VoltageQuality Control)装置并指出了城南电网VQC装置的现状。 然后，阐述了AVC系统实现全网无功电压优化控制的原理及控制目标和范围;并结合实际区域电网情况，优化调整了AVC系统的控制策略及安全策略。 其次，建立了详细的AVC系统实现无功电压优化的数学模型的目标函数、约束条件及计算流程;考虑到工程实用性，给出了无功电压优化控制的数学模型的快速求解算法和求解策略。 最后，介绍了城南电网AVC系统的基本情况及主站软件的主要功能，分析了系统的运行应用效果并指出了其存在的部分问题;并用一个仿真算例计算说明了AVC系统相较于VQC装置能够实现区域电网的无功电压最优。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外的研究及应用现状

1．2．2 国内的研究及应用现状

1．3 本文主要工作

第2章 变电站电压无功综合控制装置VQC

2．1 无功电压调节的基本原理

2．1．1 常用调节手段调节电压的原理

2．1．2 无功补偿降低有功损耗的原理

2．2 基于九区图原理的变电站VQC装置

2．3 城南电网的变电站VQC现状

2．4 小结

第3章 无功电压自动控制AVC系统

3．1 AVC系统的原理

3．2 AVC系统的控制范围及目标

3．3 AVC系统的控制策略及其优化

3．3．1 常规控制策略

3．3．2 控制策略优化

3．4 AVC系统的安全策略优化

3．4．1 控制周期

3．4．2 动作次数

3．4．3 主变分接开关调节

3．4．4 闭锁机制

3．4．5 设备运行维护

3．5 小结

第4章 无功电压优化的数学模型及算法实现

4．1 无功电压优化的数学模型

4．1．1 数学模型的目标函数及约束条件

4．1．2 数学模型的计算流程及快速求解

4．2 基于遗传算法的全网无功优化

4．3 基于灵敏度分析和专家系统的电压校正

4．3．1 节点注入无功对网损的灵敏度

4．3．2 节点无功及主变分接开关对电压的灵敏度

4．3．3 专家系统

4．4 小结

第5章 城南电网AVC系统及其应用

5．1 城南电网AVC系统的概况

5．2 AVC系统的控制特点及软件功能

5．2．1 系统控制特点

5．2．2 系统软件的主要功能

5．3 AVC系统的理论仿真评估

5．3．1 潮流分布现状

5．3．2 VQC装置的调节策略

5．3．3 AVC系统的调节策略

5．3．4 优化效果对比及效益分析

5．4 工程应用效果

5．4．1 社会及经济效益

5．4．2 安全效益

5．5 AVC系统存在的问题及改进建议

5．6 小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢

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