一体分布式自适应无功电压自动控制方法技术

本发明专利技术涉及一体分布式自适应无功电压自动控制方法，包括地调侧无功电压自动控制系统AVC与一个以上的县调侧无功电压自动控制系统AVC；当电网网络正常时，地调侧AVC服务集中运算、统一决策；当系统解列时模型自适应调整，各县调侧AVC分布式运行、分布式决策；当电网网络恢复时，控制和闭锁保护数据智能同步，同时恢复地调侧AVC服务集中运算、统一决策，有效提高系统的可靠性；其中，地调侧的AVC与县调侧的AVC服务采用遗传算法与灵敏度分析相结合的方式进行运算与决策。本发明专利技术能够保证电网安全、高效、稳定运行，同时提高电压合格率、降低网损、延长电气设备寿命，降低调控人员劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
一体分布式自适应无功电压自动控制方法
本专利技术涉及电力领域，特别是一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法。
技术介绍
电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力系统的安全与经济运行，对保证用户安全生产和产品质量以及电器设备的安全与寿命有重要的影响。电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件。有效的电压控制和合理的无功补偿，不仅能保证电压质量，而且提高了电力系统运行的稳定性和安全性，充分发挥了经济效益。随着国网地县一体化建设的完成，电网调度技术支持系统接入厂站规模爆发性增长，监控人员电压和无功调节的压力非常大，因此AVC(无功电压自动控制系统)的可靠、稳定、可用至关重要。但目前AVC系统将全部厂站集成在一起，有可能导致当个别厂站拓扑校验不成功，造成整个AVC系统停用。因此，研究并开发一套地县一体下的智能维护、高可用无功电压控制策略的广域地县一体分布式自适应智能化无功电压自动控制系统已刻不容缓。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法，能够保证电网安全、高效、稳定运行，同时提高电压合格率、降低网损、延长电气设备寿命，降低调控人员劳动强度。本专利技术采用以下方案实现：一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法，包括地调侧无功电压自动控制系统AVC与一个以上的县调侧无功电压自动控制系统AVC；当电网网络正常时，地调侧AVC服务集中运算、统一决策；当系统解列时模型自适应调整，各县调侧AVC分布式运行、分布式决策；当电网网络恢复时，控制和闭锁保护数据智能同步，同时恢复地调侧AVC服务集中运算、统一决策，有效提高系统的可靠性；其中，地调侧的AVC与县调侧的AVC服务采用遗传算法与灵敏度分析相结合的方式进行运算与决策。进一步地，所述地调侧AVC涉及的厂站包括局属厂站、各县调厂站和风电场，用以进行电压校正控制、功率因数校正控制和网损优化控制；通过改变电网中可控无功电源的出力、无功补偿设备的投切以及变压器分接头的调整来协调上级调度完成电压无功的分层控制。进一步地，所述县调侧AVC涉及的厂站包括本县调所管辖的厂站，用以进行电压校正控制、功率因数校正控制和网损优化控制；通过改变电网中可控无功电源的出力、无功补偿设备的投切以及变压器分接头的调整来协调上级调度完成电压无功的分层控制。进一步地，所述地调侧的AVC与县调侧的AVC服务采用遗传算法与灵敏度分析相结合的方式进行决策，具体包括以下步骤：步骤S1：定义初始设备：从越限关口内所有的电容和主变中选择可动作的电容和主变；其中，电容的选择条件是：不禁用，参加AVC控制，动作次数不超过日动作次数上限，额定容量在合理范围内，电容对越限功率因数的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值，电容对越限监控点电压的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值；其中，主变的选择条件是：不禁用，参加AVC控制，动作次数不超过日动作次数上限，分接头位置合理，有载调压，主变对越限功率因数的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值，主变对越限监控点电压的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值；步骤S2：种群初始化：形成初始种群，种群规模设定为大于初始设备总数的定值，可动作的电容投切状态和主变当前档位作为控制变量；初始化种群的方法是：当前电容投切状态和主变档位作为第一个个体的初值，其它每个个体只产生一个控制变量的变化，其余控制变量都与第一个个体相同，控制变量的变化原则是电容取相反状态，主变档位取档位上下限范围内的随机数，主变档位上下限分别是当前档位升降一档；步骤S3：设置适应度函数：式中，Fv为全部电压越限罚函数值，为关口功率因数越限罚函数值；式中，为功率因数，Vimax与Vimin分别为电压上下限，与分别为功率因数的上下限；其中，如果调整电压的方案造成关口功率因数越限严重或者是出现新的关口功率因数越限，电压越限罚函数值Fv增加100；如果调整功因的方案造成关口下监控点电压越限加重，在死区的电压变成越限，新产生电压越限，功因罚函数值增加100。步骤S4：选择适应度值最小的个体遗传至下一代群体中，并将对应个体的适应度极值赋给全局适应度极值；接着依次进行交叉、变异的迭代操作，并重新进计算适应度值；其中，交叉算子的好坏直接影响到遗传算法的收敛速度快慢。本专利技术采用改进的交叉算子相似度调整方法作为交叉算子，根据个体间的相似度大小来决定是否进行交叉操作，交叉操作过程为：每代种群中的每个个体r1，都有与其它个体交叉的机会，交叉概率设为1，随机函数产生第r2个个体，确定为r1的交叉对象为r2。计算个体r1和r2的相似度s＝l/n，其中l是r1和r2的最长公共控制变量串的长度，n为控制变量串的长度。给出阈值P：0.5，只有当两个个体的相似度s小于P时，这两个个体才可以进行交叉。交叉方法为：采用多点交叉，随机确定交叉位置d，如果d在控制变量串的电容状态位置，则r1和r2位置d之后的所有变量相互交叉；如果d在控制变量串的主变档位位置，则r1和r2位置d之前的所有变量相互交叉。其中，变异操作采用自动模糊调整的方法做变异操作，利于一次迭代后的群体中最大适应度值，最小适应度值，平均适应度值，求出变异适应因子H1，根据H1设定变异概率的阈值Cr，随机数确定电容的变异概率p，主变档位的变异概率q，当p小于Cr时，做电容的单点变异，当q小于Cr时，做主变档位的单点变异。步骤S5：判断是否满足终止条件：迭代次数超过预设值或最优适应度值达到0；若满足，则得到最优个体，进入步骤S6，否则返回步骤S1；步骤S6：将适应度值最小的设备退出运行，得到最优控制方案。进一步地，步骤S1中，设备对越限功率因数的灵敏度的计算采用下式：fOptCos＝fk1×((cosmean-cosdes)2-(cosnew-cosdes)2)；式中，cosmean表示当前关口功率因数平均值，cosnew表示设备操作后关口功率因数值：cosnew＝cosmean+deltacos，其中，deltacos表示设备操作后功率因数的变化量；cosdes表示关口功率因数目标值：cosdes＝cosdnlnt+fk5×(cosuplnt-cosdnlnt)，fk5＝(Pnow-minP)/(maxP-minP)；其中，Pnow表示当前全网有功功率，maxP表示最近三天的历史数据中全网有功的最大值，cosuplnt表示当前关口功率因数上限；cosdnlnt表示当前关口功率因数下限；fk1功率因数指标系数；设备对越限监控点电压的灵敏度的计算采用下式：其中，fOptVsignal＝fk2×((Vmean-Vdes)2-(Vnew-Vdes)2)；式中，Vnes＝Vmean+deltaV，表示设备操作后监控点母线的电压值；Vmean表示当前监控点母线的电压平均值，deltaV表示设备操作后当前监控点母线电压变化量，nWpNum表示本关口下监控点个数；Vdes＝Vdnlnt+fk5×(Vuplnt-Vdnlnt)，fk5＝(Pnow-minP)/(maxP-minP)，Pnow表示当前全网有功功率，maxP表示最近三天的历史数据中全网有功的最大值，minP表示最近三天的历史数据中全网有功的最小值；fk2表示功率因数指标系数；Vuplnt表示当前关口电压上限，Vdnlnt表示当前关口电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法，其特征在于：包括地调侧无功电压自动控制系统AVC与一个以上的县调侧无功电压自动控制系统AVC；当电网网络正常时，地调侧AVC服务集中运算、统一决策；当系统解列时模型自适应调整，各县调侧AVC分布式运行、分布式决策；当电网网络恢复时，控制和闭锁保护数据智能同步，同时恢复地调侧AVC服务集中运算、统一决策，有效提高系统的可靠性；其中，地调侧的AVC与县调侧的AVC服务采用遗传算法与灵敏度分析相结合的方式进行运算与决策。

【技术特征摘要】
1.一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法，其特征在于：包括地调侧无功电压自动控制系统AVC与一个以上的县调侧无功电压自动控制系统AVC；当电网网络正常时，地调侧AVC服务集中运算、统一决策；当系统解列时模型自适应调整，各县调侧AVC分布式运行、分布式决策；当电网网络恢复时，控制和闭锁保护数据智能同步，同时恢复地调侧AVC服务集中运算、统一决策，有效提高系统的可靠性；其中，地调侧的AVC与县调侧的AVC服务采用遗传算法与灵敏度分析相结合的方式进行运算与决策。2.根据权利要求1所述的一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法，其特征在于：所述地调侧AVC涉及的厂站包括局属厂站、各县调厂站和风电场，用以进行电压校正控制、功率因数校正控制和网损优化控制；通过改变电网中可控无功电源的出力、无功补偿设备的投切以及变压器分接头的调整来协调上级调度完成电压无功的分层控制。3.根据权利要求1所述的一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法，其特征在于：所述县调侧AVC涉及的厂站包括本县调所管辖的厂站，用以进行电压校正控制、功率因数校正控制和网损优化控制；通过改变电网中可控无功电源的出力、无功补偿设备的投切以及变压器分接头的调整来协调上级调度完成电压无功的分层控制。4.根据权利要求1所述的一种一体分布式自适应无功电压自动控制方法，其特征在于：所述地调侧的AVC与县调侧的AVC服务采用遗传算法与灵敏度分析相结合的方式进行决策，具体包括以下步骤：步骤S1：定义初始设备：从越限关口内所有的电容和主变中选择可动作的电容和主变；其中，电容的选择条件是：不禁用，参加AVC控制，动作次数不超过日动作次数上限，额定容量在合理范围内，电容对越限功率因数的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值，电容对越限监控点电压的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值；其中，主变的选择条件是：不禁用，参加AVC控制，动作次数不超过日动作次数上限，分接头位置合理，有载调压，主变对越限功率因数的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值，主变对越限监控点电压的灵敏度大于设定的灵敏度门槛值；步骤S2：种群初始化：形成初始种群，种群规模设定为大于初始设备总数的定值，可动作的电容投切状态和主变当前档位作为控制变量；初始化种群的方法是：当前电容投切状态和主变档位作为第一个个体的初值，其它每个个体只产生一个控制变量的变化，其余控制变量都与第一个个体相同，控制变量的变化原则是电容取相反状态，主变档位取档位上下限范围内的随机数，主变档位上下限分别是当前档位升降一档；步骤S3：设置适应度函数：式中，Fv为全部电压越限罚函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶家玮，林鸿伟，李苗，王超君，伍仰金，刘善春，洪云飞，陈琪，吴智晖，郑涛，郑传良，涂承谦，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司宁德供电公司，国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35