無功補(bǔ)償技術(shù)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化技術(shù)東燦，應(yīng)群民(浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，浙江杭州310027)[摘要]設(shè)計(jì)一 種能滿足電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化技術(shù)的自動(dòng)化裝置，其中基于嵌入式處理器的低成本無功補(bǔ)償優(yōu)化裝置是系統(tǒng)的重點(diǎn)，可采用就地和遠(yuǎn)端兩種控制方式，能有效滿足電網(wǎng)無功優(yōu)化技術(shù)的各種需要。.關(guān)鍵詞電力系統(tǒng) 無功優(yōu)化控制策略0引言無功補(bǔ)償裝置電力系統(tǒng)的無功分布直接影響電能質(zhì)量和線路有功功率的損耗。無功的不足或過多會(huì)引起系統(tǒng)母線電壓的下降或上升，極端情況下可能導(dǎo)致樞紐母線電壓出現(xiàn)“電壓崩潰”現(xiàn)象;無功的潮流分布不當(dāng)會(huì)造成輸電線路和變壓器損耗增加，降低系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益;此外，過度頻繁地調(diào)節(jié)有載分接開關(guān)和投切電容器組會(huì)對其造成物理損害，從而造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因無功補(bǔ)償裝置無功補(bǔ)償裝置此，變電站無功優(yōu)化控制的目標(biāo)是:在保證電壓合圈1系統(tǒng)框架圈格，無功潮流分布基本最優(yōu)的前提下，盡量減少有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)和電容器的調(diào)節(jié)次數(shù)。2多任務(wù)系統(tǒng)本文基于上述目標(biāo)，根據(jù)變電站現(xiàn)有的技術(shù)條如此龐大的系統(tǒng)的組織和管理、各個(gè)模塊之間的件，采用先進(jìn)的無功優(yōu)化算法，研制- -種新型變電站交互和CPU資源的分配給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了很大的挑無功優(yōu)化自動(dòng)化裝置。戰(zhàn)。由于很多模塊之間并行的，首先確定了采用嵌人1系統(tǒng)框架式系統(tǒng)下常用的pc/OS-II操作系統(tǒng)，這種基于優(yōu)先級的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌人式操作系統(tǒng)可以將各個(gè)事件無功優(yōu)化裝置需要考慮到電壓檢測、數(shù)據(jù)采集、控解耦，并能更好地利用CPU資源。制策略、用戶界面和遠(yuǎn)端通訊等。系統(tǒng)可采用就地和遠(yuǎn)μc/OS-II是基于優(yōu)先級的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入端兩種控制方式，就地控制方式即為傳統(tǒng)的控制方式，式操作系統(tǒng)。它包含任務(wù)管理、時(shí)間管理、任務(wù)間通通常為控制單元檢測節(jié)點(diǎn)電壓和功率因數(shù)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)信同步(信號量，郵箱，消息隊(duì)列)和內(nèi)存管理等功償，當(dāng)采用遠(yuǎn)端控制方式時(shí)，則需由調(diào)度中心進(jìn)行控能。pc/OS-II還具有良好的可裁減性，它包含全部功制。前者的缺點(diǎn)主要在于容易出現(xiàn)投切振蕩、產(chǎn)生涌能模塊的內(nèi)核大約為10kB,如果經(jīng)過裁減只保留核心流、調(diào)節(jié)頻繁以及不能顧及無功潮流分布最優(yōu)等問題，代碼，可以壓縮到只有3k左右，所以非常適合中小型而后者整個(gè)系統(tǒng)則依賴于調(diào)度中心，如果通訊出現(xiàn)故嵌人式系統(tǒng)。障，整個(gè)無功優(yōu)化裝置會(huì)處于癱瘓狀態(tài)。系統(tǒng)中的任務(wù)共分為6個(gè)部分: GUl 顯示任務(wù)，結(jié)合上述分析，使用兩者相結(jié)合的方式能較好地滿鍵盤掃描任務(wù)、數(shù)據(jù)采集任務(wù)、電壓檢測、過壓/欠壓足無功優(yōu)化與控制的各種需求。考慮到無功優(yōu)化裝置的保護(hù)、控制策略以及遠(yuǎn)端通訊任務(wù).成本，本文采用嵌入式系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)全部功能，控制方式可采用就地和遠(yuǎn)方兩種方式，當(dāng)采用就地時(shí)，運(yùn)行人員3無功補(bǔ)償裝置單元可以手動(dòng)設(shè)定電容器的投切組數(shù)，也可以由裝置自動(dòng)調(diào)無功補(bǔ)償單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它主要包括以整;當(dāng)采用遠(yuǎn)端控制方式時(shí)，則可由調(diào)度中心根據(jù)最優(yōu)下幾個(gè)模塊:本地的控制策略;開關(guān)量的采集及主變無功預(yù)測的結(jié)果，同時(shí)調(diào)整電容器的投切組數(shù)和有載調(diào)運(yùn)行方式的識別;變壓器分接頭的位置采集與顯示;壓變壓器的分節(jié)開關(guān)，系統(tǒng)框架如圖1所示。電容器中空器和變壓器動(dòng)作命收稿日期:2008-03-10.令和YH中國煤化工與調(diào)度中心的通作者簡介;陳燦,女,碩士研究生,研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)無功訊;CNMHG所示。優(yōu)化;圖中A、B為斷路器; C為有載可調(diào)變壓器的分接應(yīng)群民,男,碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化。頭; D為可投切電容器組; E為數(shù)據(jù)采集器，主要用于勢微外轄inat.net!電工技術(shù)無功補(bǔ)償技術(shù)采集如電壓以及功率因數(shù)等參數(shù); F為通訊設(shè)備，可采需要考慮系統(tǒng)網(wǎng)損最小、各節(jié)點(diǎn)電壓合格率最高以及變.用因特網(wǎng)、光纖等方式進(jìn)行通訊，其作用為從調(diào)度中壓器分接頭、電容器投切次數(shù)最少為目標(biāo)。在實(shí)際的系心接收控制策略和負(fù)荷預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)等，也可上傳目統(tǒng)中負(fù)荷總是隨時(shí)間不斷變化，由于負(fù)荷變化的隨機(jī):前設(shè)備狀態(tài)和檢測數(shù)據(jù)等到調(diào)度中心;G為無功補(bǔ)償性、系統(tǒng)中實(shí)時(shí)測量點(diǎn)的有限性以及控制設(shè)備動(dòng)作次數(shù)裝置單元，包括就地和遠(yuǎn)端兩種控制方式;當(dāng)采用就的限制給電網(wǎng)實(shí)時(shí)無功優(yōu)化控制的實(shí)現(xiàn)增加了難度。目地時(shí)其作用為匯集相關(guān)傳感器信息，包括母線電壓、前可以參考的一個(gè)方法是根據(jù)4. 1節(jié)所述的負(fù)荷預(yù)測結(jié)電容器投切狀態(tài)以及有載調(diào)壓變壓器分接頭等，實(shí)時(shí)果以及補(bǔ)償調(diào)壓裝置動(dòng)作次數(shù)的限制，先確定分段數(shù)，就地檢測母線電壓情況，調(diào)整控制設(shè)備參數(shù)，其控制然后以無功變化曲線為準(zhǔn)對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，對每一策略主要采用常用的無功構(gòu)成的九區(qū)圖進(jìn)行控制;當(dāng)段的負(fù)荷大小中間點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，就得到次日每-時(shí)采用遠(yuǎn)端控制方式時(shí)，要與調(diào)度中心進(jìn)行良好信息傳段的補(bǔ)償調(diào)壓裝置的運(yùn)行方案。遞與溝通，利用調(diào)度中心無功優(yōu)化的配置方案，進(jìn)行4.3控制策略電容器投切和變壓器分接頭的調(diào)整，可以從全局的觀本系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)閉環(huán)控制調(diào)節(jié)方式，如圖3.當(dāng)點(diǎn)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化，降低網(wǎng)損，提高系統(tǒng)效益。確定了無功補(bǔ)償方案之后，即可從調(diào)度中心發(fā)出控制命令到各個(gè)無功補(bǔ)償裝置終端，但是為了確保終端收到命令并且已經(jīng)動(dòng)作，需要增加閉環(huán)線路以反饋現(xiàn)場執(zhí)行情況。如果終端出現(xiàn)問題，則系統(tǒng)需要重新計(jì)算并采用另外的優(yōu)化方案，從而保障了優(yōu)化.控制的正常執(zhí)行，同時(shí)提供故障點(diǎn)的信息以方便排除故障。o C無功補(bǔ)貫優(yōu)化裝置調(diào)度中心圈2典型無功補(bǔ)償優(yōu)化裝單元結(jié)構(gòu)圖------------電站無功優(yōu)化單元 I變電站無 功就化單元|室電站無功優(yōu)化單元4調(diào)度中心控制策略二次設(shè)備] C次設(shè)備] 「一次設(shè)備]4.1負(fù)荷預(yù)測圈3采用閉環(huán)的實(shí)時(shí)無功優(yōu)化系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測根據(jù)歷史數(shù)據(jù)如溫度、濕度、降雨、風(fēng)力以及地理?xiàng)l件等進(jìn)行映射。映射方法可以利用支持5結(jié)束語向量機(jī)(SVM)，SVM是由Vapnik 最早提出的- -種統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法，該方法避開了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法需要構(gòu)造在電網(wǎng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，無功優(yōu)化裝置能改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的難題，相對于其回歸預(yù)測方法的結(jié)果更為準(zhǔn)潮流分布，降低系統(tǒng)網(wǎng)損，但是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生暫態(tài)穩(wěn)定確。SVM通過非線性映射q(g)將輸入向量映射到高或者電壓穩(wěn)定時(shí)，如何能使無功優(yōu)化裝置能有效提高維特征空間H中，運(yùn)用結(jié)構(gòu)分線最小原則構(gòu)造最優(yōu)決電網(wǎng)穩(wěn)定性，或者至少不能使穩(wěn)定性進(jìn)一步惡化，是策函數(shù)，并巧妙利用原空間的核函數(shù)取代高為特征空一個(gè)比較復(fù)雜的問題，因此需要在產(chǎn)品中增加- -些高間中的點(diǎn)積運(yùn)算。級應(yīng)用功能，目前該產(chǎn)品還在進(jìn)一一步研發(fā)之中。負(fù)荷預(yù)測的意義在于當(dāng)負(fù)荷變化較大時(shí)，可選取參考文獻(xiàn)一個(gè)最優(yōu)的控制策略，在兼顧電壓質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，以避免電容器頻繁投切以及有載調(diào)壓變壓器的[1]郝照勇.斷型無功補(bǔ)償裝置在110kV 變電站的應(yīng)用.電.分接開關(guān)頻繁動(dòng)作。氣節(jié)能與新能源,2007,84.2無功優(yōu)化[2]張衛(wèi)東智能型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置在配電網(wǎng)的應(yīng)用.科技咨詢導(dǎo)報(bào),2007 ,28電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功優(yōu)化為一一個(gè)多目標(biāo)的優(yōu)化函數(shù),聲明為了實(shí)現(xiàn)期刊編輯、出版工作的網(wǎng)絡(luò)化，我刊現(xiàn)已進(jìn)入同方數(shù)據(jù)庫。萬方數(shù)抿庫、維普數(shù)掘庫乃瀏覽網(wǎng)等。所以，向本刊投稿并錄用的稿件，其全文一律由編輯部統(tǒng)-納入以上網(wǎng)站，進(jìn)中國煤化工義，請另投它刊或特.別聲明以便另作處理。本刊所付稿酬包含刊物內(nèi)容上網(wǎng)服務(wù)稿酬，不MYHCNMHG電工技術(shù))編輯部電工技術(shù)|2008|7期|17