电网动态无功优化技术

无功补偿技术电网动态无功优化技术东灿，应群民(浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027)[摘要]设计一 种能满足电网动态无功优化技术的自动化装置，其中基于嵌入式处理器的低成本无功补偿优化装置是系统的重点，可采用就地和远端两种控制方式，能有效满足电网无功优化技术的各种需要。.关键词电力系统 无功优化控制策略0引言无功补偿装置电力系统的无功分布直接影响电能质量和线路有功功率的损耗。无功的不足或过多会引起系统母线电压的下降或上升，极端情况下可能导致枢纽母线电压出现“电压崩溃”现象;无功的潮流分布不当会造成输电线路和变压器损耗增加，降低系统的经济效益;此外，过度频繁地调节有载分接开关和投切电容器组会对其造成物理损害，从而造成很大的经济损失。因无功补偿装置无功补偿装置此，变电站无功优化控制的目标是:在保证电压合圈1系统框架圈格，无功潮流分布基本最优的前提下，尽量减少有载调压变压器分接开关和电容器的调节次数。2多任务系统本文基于上述目标，根据变电站现有的技术条如此庞大的系统的组织和管理、各个模块之间的件，采用先进的无功优化算法，研制- -种新型变电站交互和CPU资源的分配给系统的设计提出了很大的挑无功优化自动化装置。战。由于很多模块之间并行的，首先确定了采用嵌人1系统框架式系统下常用的pc/OS-II操作系统，这种基于优先级的抢占式实时多任务嵌人式操作系统可以将各个事件无功优化装置需要考虑到电压检测、数据采集、控解耦，并能更好地利用CPU资源。制策略、用户界面和远端通讯等。系统可采用就地和远μc/OS-II是基于优先级的抢占式实时多任务嵌入端两种控制方式，就地控制方式即为传统的控制方式，式操作系统。它包含任务管理、时间管理、任务间通通常为控制单元检测节点电压和功率因数并进行动态补信同步(信号量，邮箱，消息队列)和内存管理等功偿，当采用远端控制方式时，则需由调度中心进行控能。pc/OS-II还具有良好的可裁减性，它包含全部功制。前者的缺点主要在于容易出现投切振荡、产生涌能模块的内核大约为10kB,如果经过裁减只保留核心流、调节频繁以及不能顾及无功潮流分布最优等问题，代码，可以压缩到只有3k左右，所以非常适合中小型而后者整个系统则依赖于调度中心，如果通讯出现故嵌人式系统。障，整个无功优化装置会处于瘫痪状态。系统中的任务共分为6个部分: GUl 显示任务，结合上述分析，使用两者相结合的方式能较好地满键盘扫描任务、数据采集任务、电压检测、过压/欠压足无功优化与控制的各种需求。考虑到无功优化装置的保护、控制策略以及远端通讯任务.成本，本文采用嵌入式系统来实现全部功能，控制方式可采用就地和远方两种方式，当采用就地时，运行人员3无功补偿装置单元可以手动设定电容器的投切组数，也可以由装置自动调无功补偿单元是整个系统的核心，它主要包括以整;当采用远端控制方式时，则可由调度中心根据最优下几个模块:本地的控制策略;开关量的采集及主变无功预测的结果，同时调整电容器的投切组数和有载调运行方式的识别;变压器分接头的位置采集与显示;压变压器的分节开关，系统框架如图1所示。电容器中空器和变压器动作命收稿日期:2008-03-10.令和YH中国煤化工与调度中心的通作者简介;陈灿,女,硕士研究生,研究方向为电力系统无功讯;CNMHG所示。优化;图中A、B为断路器; C为有载可调变压器的分接应群民,男,硕士生导师,研究方向为工业自动化。头; D为可投切电容器组; E为数据采集器，主要用于势微外辖inat.net!电工技术无功补偿技术采集如电压以及功率因数等参数; F为通讯设备，可采需要考虑系统网损最小、各节点电压合格率最高以及变.用因特网、光纤等方式进行通讯，其作用为从调度中压器分接头、电容器投切次数最少为目标。在实际的系心接收控制策略和负荷预测结果数据等，也可上传目统中负荷总是随时间不断变化，由于负荷变化的随机:前设备状态和检测数据等到调度中心;G为无功补偿性、系统中实时测量点的有限性以及控制设备动作次数装置单元，包括就地和远端两种控制方式;当采用就的限制给电网实时无功优化控制的实现增加了难度。目地时其作用为汇集相关传感器信息，包括母线电压、前可以参考的一个方法是根据4. 1节所述的负荷预测结电容器投切状态以及有载调压变压器分接头等，实时果以及补偿调压装置动作次数的限制，先确定分段数，就地检测母线电压情况，调整控制设备参数，其控制然后以无功变化曲线为准对负荷曲线进行分段，对每一策略主要采用常用的无功构成的九区图进行控制;当段的负荷大小中间点进行优化计算，就得到次日每-时采用远端控制方式时，要与调度中心进行良好信息传段的补偿调压装置的运行方案。递与沟通，利用调度中心无功优化的配置方案，进行4.3控制策略电容器投切和变压器分接头的调整，可以从全局的观本系统采用实时闭环控制调节方式，如图3.当点上进行动态无功优化，降低网损，提高系统效益。确定了无功补偿方案之后，即可从调度中心发出控制命令到各个无功补偿装置终端，但是为了确保终端收到命令并且已经动作，需要增加闭环线路以反馈现场执行情况。如果终端出现问题，则系统需要重新计算并采用另外的优化方案，从而保障了优化.控制的正常执行，同时提供故障点的信息以方便排除故障。o C无功补贯优化装置调度中心圈2典型无功补偿优化装单元结构图------------电站无功优化单元 I变电站无 功就化单元|室电站无功优化单元4调度中心控制策略二次设备] C次设备] 「一次设备]4.1负荷预测圈3采用闭环的实时无功优化系统负荷预测根据历史数据如温度、湿度、降雨、风力以及地理条件等进行映射。映射方法可以利用支持5结束语向量机(SVM)，SVM是由Vapnik 最早提出的- -种统计学习方法，该方法避开了神经网络等算法需要构造在电网处于稳态时，无功优化装置能改善系统的结构的难题，相对于其回归预测方法的结果更为准潮流分布，降低系统网损，但是当电网发生暂态稳定确。SVM通过非线性映射q(g)将输入向量映射到高或者电压稳定时，如何能使无功优化装置能有效提高维特征空间H中，运用结构分线最小原则构造最优决电网稳定性，或者至少不能使稳定性进一步恶化，是策函数，并巧妙利用原空间的核函数取代高为特征空一个比较复杂的问题，因此需要在产品中增加- -些高间中的点积运算。级应用功能，目前该产品还在进一一步研发之中。负荷预测的意义在于当负荷变化较大时，可选取参考文献一个最优的控制策略，在兼顾电压质量和经济效益的同时，以避免电容器频繁投切以及有载调压变压器的[1]郝照勇.断型无功补偿装置在110kV 变电站的应用.电.分接开关频繁动作。气节能与新能源,2007,84.2无功优化[2]张卫东智能型动态无功补偿装置在配电网的应用.科技咨询导报,2007 ,28电力系统动态无功优化为一一个多目标的优化函数,声明为了实现期刊编辑、出版工作的网络化，我刊现已进入同方数据库。万方数抿库、维普数掘库乃浏览网等。所以，向本刊投稿并录用的稿件，其全文一律由编辑部统-纳入以上网站，进中国煤化工义，请另投它刊或特.别声明以便另作处理。本刊所付稿酬包含刊物内容上网服务稿酬，不MYHCNMHG电工技术)编辑部电工技术|2008|7期|17