地区电网电压无功优化实时控制系统的研究

摘要

当前市场经济条件下，随着经济的发展和人民生活水平的提高，电能质量和经济效益已成为广大供电企业和电力用户特别关注的问题。电压是电能质量的重要指标之一，网损则是供电企业的一项重要综合性技术经济指标，所以提高电压质量、降低网损是供电企业当前的工作重点。目前，电压的调整主要靠无功调节，无功不足将导致系统电压降低，用电设备不能充分利用，甚至引起电压崩溃等一系列事故;而无功过剩也会恶化系统电压，危害系统和设备的安全，过多的无功备用也会造成不必要的投资浪费。同时，降低网损的有效手段也是无功优化补偿。总之，通过无功优化，保证电压质量、降低网损，对供电企业是非常必要的，故无功优化控制系统的研究得到了广泛的关注。本文的目的就是探讨地区电网的电压无功优化实时控制系统的相关理论和技术。 本文提出了一种通用性好、扩展方便的电网拓扑模型对地区电网进行结构描述;利用一种快速状态估计算法对地区电网进行状态估计;建立地区电网的线性电压无功优化模型;综合应用原对偶路径跟踪法和简化分枝定界法求解无功优化线性模型;基于调度自动化系统(SCADA)构建一个实时电压无功优化控制系统。完成了以下问题的研究：⑴电网拓扑模型构建:本文利用面向对象(OO)思想将电网中电力设备设计为统一的设备模型、采用统一的数据结构进行存储，并在此基础上提出了一种链式存储结构对整个电网进行拓扑描述，给出了基于该电网拓扑模型的电网结构快速动态修正和设备搜索算法。⑵电网的状态估计:采用了一种基于信息树的分层快速参数估计方法，在网络拓扑结构确定下来后，选择适当的信息树，从根节点出发，由内层向外层，逐层对树枝上的状态信息（节点电压，树枝两侧的有功、无功）作参数估计。⑶电压无功优化建模与计算:电网的电压无功优化模型采用了理论比较成熟的线性规划模型，综合运用原对偶路径跟踪法和简化分枝定界法对该线性模型进行求解得出可行的优化解。⑷地区电网电压无功优化实时控制系统的构建:优化系统通过UDP协议（用户数据包协议）和电网调度自动化系统(SCADA)接口，借助于现有调度自动化系统中的“四遥”功能，实现本地区电网范围内的无功优化实时控制。