基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無(wú)功優(yōu)化控制

　　每個(gè)調(diào)節(jié)周期分為兩個(gè)階段：
　　首先，判斷地區(qū)電網(wǎng)的整體無(wú)功水平。若無(wú)功過(guò)?；虿蛔?，則在地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功調(diào)節(jié)約束下調(diào)節(jié)地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功，使之處于合格范圍或當(dāng)無(wú)調(diào)節(jié)手段時(shí)停止第一階段調(diào)節(jié)。第一階段調(diào)節(jié)是電網(wǎng)電壓無(wú)功協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)，如果取消第一階段調(diào)節(jié)，可能由于無(wú)功過(guò)剩或不足造成調(diào)節(jié)振蕩或調(diào)節(jié)次數(shù)過(guò)多。在實(shí)際的控制過(guò)程中，可以考慮對(duì)前二三級(jí)終端子網(wǎng)先作終端子網(wǎng)無(wú)功平衡調(diào)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生更好效果。
　　然后，按照多區(qū)圖控制策略對(duì)各級(jí)終端子網(wǎng)進(jìn)行控制。一般應(yīng)先控制上一級(jí)的終端子網(wǎng)，再控制下一級(jí)終端子網(wǎng)，即按電壓等級(jí)從高到低控制。為了加速控制過(guò)程，可以相互獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)終端子網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行控制，并統(tǒng)一判斷無(wú)功調(diào)節(jié)約束條件。
1.4控制參數(shù)整定
　　控制參數(shù)可以通過(guò)三種方法進(jìn)行整定：
　　方法1：時(shí)段整定法。先根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)和電網(wǎng)的運(yùn)行要求計(jì)算出各個(gè)時(shí)段各級(jí)終端子網(wǎng)的電壓和無(wú)功的要求范圍，用此要求范圍整定各個(gè)時(shí)段的多區(qū)圖。一般時(shí)段的步長(zhǎng)以分鐘計(jì)，間隔可以人為設(shè)定。此方法相當(dāng)于給出了一段時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的電壓曲線和無(wú)功曲線，其優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單，整定容易；其缺點(diǎn)是當(dāng)負(fù)荷變化是很難作到無(wú)功最優(yōu)。
　　方法2：負(fù)荷整定法。負(fù)荷整定法是整定各級(jí)終端子網(wǎng)在不同負(fù)荷下的電壓和無(wú)功的要求范圍的方法，整定數(shù)據(jù)一般用多維鏈表給出，在線進(jìn)行負(fù)荷匹配。此方法要求事先進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化計(jì)算，并且得到多維鏈表需要較長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間。當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生變化后，將帶來(lái)一定的誤差。
　　方法3：在線整定法。在線整定法是一種準(zhǔn)實(shí)時(shí)整定方法，當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式、系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化后，或者每一個(gè)整定的時(shí)間后（一般為分鐘級(jí)），自動(dòng)進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化計(jì)算，并用計(jì)算結(jié)果調(diào)整多區(qū)圖的參數(shù)，特別是無(wú)功上下限，此時(shí)無(wú)功上下限可以整定為最優(yōu)無(wú)功值附近的一個(gè)調(diào)節(jié)偏差量。即：
　
式中：Q優(yōu)為無(wú)功優(yōu)化計(jì)算出的最優(yōu)無(wú)功值；△Q為無(wú)功補(bǔ)償時(shí)的最大調(diào)節(jié)誤差；εQ為調(diào)節(jié)裕量，εQ >0，εQ整定的越小，調(diào)節(jié)越頻繁，調(diào)節(jié)也越能跟蹤最優(yōu)無(wú)功值?？梢?jiàn)在線整定法的調(diào)節(jié)性能最好。但必須選擇收斂性和計(jì)算速度都較好的無(wú)功優(yōu)化算法，如經(jīng)濟(jì)壓差方法等。Q優(yōu)的計(jì)算也可能因系統(tǒng)數(shù)據(jù)不全或出現(xiàn)局部壞數(shù)據(jù)而失敗，也可能在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化過(guò)程中由于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的異步性等帶來(lái)的較大誤差，實(shí)際使用中應(yīng)該判斷Q優(yōu)的合理性。一種可行的方法是將方法2與方法3結(jié)合起來(lái)，如果Q優(yōu)在方法2整定的范圍內(nèi)，則采用方法3的整定數(shù)值，否則，采用方法2的整定數(shù)值，這是以犧牲控制計(jì)算機(jī)內(nèi)存為代價(jià)的。
1.5 幾個(gè)特殊問(wèn)題
　　在地區(qū)電網(wǎng)電壓無(wú)功多區(qū)圖優(yōu)化控制中存在一些必須考慮的特殊問(wèn)題，主要是：
　?、?當(dāng)電壓不合格時(shí)一次應(yīng)該調(diào)整多大無(wú)功量？一種方法是靈敏度分析法，先離線計(jì)算出各種典型運(yùn)行方式時(shí)幾種典型負(fù)荷下的無(wú)功－電壓靈敏度數(shù)值，控制過(guò)程中匹配最接近的運(yùn)行方式和最接近的負(fù)荷來(lái)選擇應(yīng)該調(diào)整的無(wú)功量。另一種方法是具有自學(xué)習(xí)功能的專(zhuān)家系統(tǒng)法，在控制工程中自動(dòng)生成各種運(yùn)行方式時(shí)各個(gè)階段性負(fù)荷時(shí)每投切單位無(wú)功容量所影響的電壓值（初值也可以采用靈敏度分析法得到），并在控制過(guò)程中不停地矯正這些數(shù)值。
　　⑵ 充分利用地方小電廠參與調(diào)節(jié)。很多地區(qū)電網(wǎng)都存在小水電廠，其中有些小水電廠具有無(wú)功調(diào)節(jié)能力。小水電機(jī)組參與調(diào)節(jié)受到的限制很多，主要是機(jī)端電壓和功率極限圖的限制，但小水電機(jī)組具有平滑調(diào)節(jié)無(wú)功功率的能力，并且由于調(diào)節(jié)造成的運(yùn)行費(fèi)用大大低于投切電容器、電抗器造成的開(kāi)關(guān)檢修費(fèi)用。因此，在無(wú)功平衡調(diào)節(jié)過(guò)程中，應(yīng)該盡可能利用地方小水電廠的調(diào)節(jié)能力。
　?、?大阻抗元件和重負(fù)荷線路的影響及修正。大阻抗元件和重負(fù)荷線路將造成較大的電壓和功率損耗，調(diào)節(jié)過(guò)程中應(yīng)該限制其傳輸?shù)臒o(wú)功功率大小。可以按照1.1所述原理根據(jù)電氣距離的遠(yuǎn)近確定無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投切方法。
　　⑷ 如果某變電站無(wú)功不足或電壓偏低，但該變電站已經(jīng)沒(méi)有調(diào)節(jié)手段時(shí)，此時(shí)可以考慮同一終端子網(wǎng)內(nèi)其它變電站或電廠支援無(wú)功；同理，如果某變電站無(wú)功過(guò)?；螂妷浩?，但該變電站已經(jīng)沒(méi)有調(diào)節(jié)手段時(shí)，此時(shí)可以考慮同一終端子網(wǎng)內(nèi)其它變電站或電廠少發(fā)無(wú)功。此時(shí)，應(yīng)優(yōu)先保證電壓合格。