二級電壓控制的分區(qū)算法及等級電壓控制的應用方案研究.pdf

1、電壓穩(wěn)定問題一直是電力系統(tǒng)的一項重要研究內(nèi)容，有關的研究工作主要集中在以下三方面：電壓崩潰機理、電壓穩(wěn)定安全性能指標和防止電壓崩潰事故的措施。等級電壓控制是防止電壓崩潰事故的一種較為有效的方法，它將整個電力系統(tǒng)的電壓分為三個層次進行控制，即第一級、第二級和第三級電壓控制。其中，第三級在將整個電力系統(tǒng)分成若干控制區(qū)域的基礎上，進行電壓無功的全局優(yōu)化；第二級協(xié)調(diào)各個區(qū)域內(nèi)第一級控制設備的工作，以保證區(qū)域內(nèi)各節(jié)點的電壓質(zhì)量；第一級通過調(diào)節(jié)發(fā)電

2、機組、無功補償設備等為系統(tǒng)提供所需的無功。第二級是等級電壓控制的重要環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，本文主要對第二級電壓控制的分區(qū)算法進行了研究。 基于等級電壓控制思想的自動電壓控制(AVC)，是通過調(diào)度自動化主站對接入同一電壓等級電網(wǎng)的各節(jié)點無功補償可控設備實行實時最優(yōu)閉環(huán)控制，以滿足全網(wǎng)安全約束條件下的優(yōu)化無功潮流運行。自動電壓控制集安全性和經(jīng)濟性于一體，被認為是電力系統(tǒng)調(diào)度控制發(fā)展的最高階段。自動電壓控制的實施將使全網(wǎng)電壓質(zhì)量提

3、高，并充分發(fā)揮現(xiàn)有能量管理系統(tǒng)EMS和變電站VQC裝置的潛力。 本文的主要研究工作如下： (1) 提出基于閾值搜索和動態(tài)分散相結(jié)合的分區(qū)算法，該算法基于圖論思想，在電壓無功電氣耦合度矩陣中搜索閾值，得到區(qū)域間彼此近似解耦的初始劃分方案；對于各初始分區(qū)方案中出現(xiàn)的一些“會移動的節(jié)點”(本文稱之為臨界節(jié)點)，本文使用動態(tài)分散法對它們加以改進和調(diào)整，從而得到各分區(qū)數(shù)對應的穩(wěn)定合理的分區(qū)方案，此算法主要是基于系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，不用

4、計算系統(tǒng)的特征值。 (2) 提出基于最優(yōu)聚類數(shù)原理的電壓無功分區(qū)算法，根據(jù)聚類思想構(gòu)造了負荷樣本點空間，利用最短距離聚類法對空間樣本點進行聚類，得到各分區(qū)數(shù)對應的分區(qū)方案；然后用熵測度和聚類有效性等聚類技術求出系統(tǒng)的最佳分區(qū)方案，并選出區(qū)域內(nèi)的多主導節(jié)點。相比之下，此算法充分考慮了等級電壓控制中一級電壓控制的準穩(wěn)態(tài)響應特性，更加符合實際系統(tǒng)的分區(qū)過程。 (3) 本文以等級電壓控制的原理和方法為基礎，結(jié)合具體的工程應用