电压无功优化系统的应用分析及改进措施 -开题报告-文献综述-参考文献

 

1.1本课题的研究背景及意义

电压无功优化，就是当系统的结构参数及负荷情况给定时，通过对某些控制变量的优化，所能找到的在满足所有指定约束条件的前提下，使系统的某一个或多个性能指标达到最优时的无功调节手段。

随着电网规模的日益扩大，电力需求的不断增长，电力市场化程度的不断提高，环保意识、节能意识的不断加强，如何在满足用户需求的前提下，充分利用系统的无功调节手段，保证系统的安全和经济运行，多年来一直是国内外电力工作者们致力研究的问题。为了保证电能质量和提高电网的电压合格率，就应增强对电压无功的调控能力。合理的运用电压无功的调节手段，能使电力部门及用户总体设备的运行指标达到最佳状态。而且随着电力系统自动化程度的不断提高，无功优化控制将越来越受到人们的重视。系统无功分布的合理与否直接关系着电力系统的安全和稳定，并且和经济效益有着密切的联系。另一方面，系统无功过剩会使电压过高，危害系统和设备的安全。此外。系统无功的不合理流动，也会使线路的压降增大、线路的损耗增加、供电的经济性下降。总之，无功设备的合理配置和优化运行能有效的降低网损，改善电压质量和保证系统电压稳定性，从而提高电力系统运行的安全性和经济性。因此，针对电压优化无功系统的研究具有很强的现实意义和可行性。

 1.2本课题国内外研究现状

目前随着我国经济和科技的发展、计算机自动化设备的普遍应用以及高电压等级、大容量和跨区电网的迅速发展，用户对电压质量的要求越来越高，根据用户的需求及时精确地控制电压，提供更好的电压质量是对电网调度的新要求，降低网损、提高电网的经济运行水平是电网运行有待解决的问题。随着我国电网规模的不断扩大，潮流流动的日益复杂，单靠运行人员手动调节电压和无功潮流的方式已越来越不能适应电网的发展，必须实施自动电压控制(AVC)系统，而且现在伴随着各地区电网无人值守变电所的推广和电力高层应用软件PAS的成熟运用从而实现了AVC系统的应用。国内电网应用的自动电压控制系统已具备在利用先进的计算机和通信技术的同时，对电网的补偿设备和有载变压器的分接头进行自动调节，从而保证了电网电压和无功分布满足要求，该系统的应用已成为改善电能质量和提高劳动生产率不可缺少的重要手段。

    但国内目前还有一些电力行业对电压的控制一般是将每日分为几个典型时段，以不同的上、下限值，进行比较粗糙的人工控制。调度运行人员在发现电压越限时，凭经验进行简单的调整，不但劳动强度大，而且不能及时发现电压越限，造成电压质量的降低。现代化工业设备和家电用品对电压的质量提出了很高的要求，因此只有加快对电压无功优化自动控制的研究才能进一步提高电压质量。保证电网运行的可靠性、安全性。

国外以法国EDF电力公司为代表的三级控制模式。法国的三级电压控制模式的研究和实施始于上世纪70年代，经历了二十余年的研究、开发和应用，是目前国际上公认为最先进的电压控制系统。该模式由三级控制组成，即一级电压控制（Primary Voltage Control），二级电压控制(Secondary Voltage Control)和三级电压控制(Tertiary Voltage Control)。一级电压控制由具有一定无功电压支撑能力的厂(站)自动控制装置组成，属本地控制，仅用本地的信息。在这级控制中，控制设备通过保持输出变量尽可能地接近设定值来补偿电压的快速和随机的变化。二级电压控制由不同的层组成，层内也可能分区，也可能不分区，通过修改一级控制器的设定值来协调区域内一级控制器的行为。控制时间常数为几十秒到分钟级，控制的主要目的是保证层内引导节点（Point Node）电压等于设定值。三级电压控制是AVC的最高层，以控制中心EMS作为决策支持系统，以全系统的经济运行为优化目标，在满足系统安全约束条件下，给出层间联系设定值（电压或无功潮流），供二级电压控制使用。在三级电压控制中要充分考虑到协调的因素，利用系统全局信息来进行优化计算，它的时间常数在十几分钟到小时级，一般采用数学优化技术。该控制系统完整地实现了电压无功的三个控制级别，三级控制协调二级控制，二级控制协调一级控制。在上述三级组织中,与RWE的二级组织不同，由于合理地确定了各级控制的响应时间，通过时间解耦，一方面保证了各级控制作用之间不会相互干扰，另一方面系统地实现了多目标控制。另外，三级组织利用无功电压的局域性，在二级区域解耦控制中只利用了区域内少量关键的SCADA量测，有效降低了控制系统对状态估计等基础网络分析软件的依赖性，提高了优化控制的可靠性和实现的可行性。但是，这种三级控制模式仍存在缺点，这是因为区域电压控制器（SVR）是基于电力系统电压无功的局域性而开发的，而区域间无功电压是有耦合的，因此控制系统的质量在根本上取决于各区域间无功电压控制的耦合程度。

  1.3研究内容及目标

随着电网的持续快速发展，使得其控制复杂性急剧增加。与此同时，用户也对电网提出了更加严格的要求。近年来国际上电压崩溃事故而引起的大规模停电也表明电压问题已经不仅仅是一个供电质量的问题，而且是关系到电网安全运行和经济运行的重要问题。无功电压优化系统（以下简称AVC系统）直接遥控电网电压、无功调节设备，与一般调度自动化软件相比，其安全性显得尤为重要。通过近年维护实践过程，我们发现目前无功优化控制系统在算法策略、控制安全上存在一些不足之处。针对其中较突出的设备频繁投切等问题将展开分析，寻求相应的解决办法并提出改进措施。从而使无功电压优化系统安全性大幅提高，在电网安全、电压质量优化，电网损耗降低等方面取得良好效果。

2^范文提纲

 2.1前言 

     概括说明电压无功优化的重要性及工作中发现的问题

 2.2电压无功优化系统原理及控制模式

2.2.1本单位电压无功优化系统的具体情况

2.2.2本地区电网无功/电压优化控制系统具有的控制模式

2.2.3全网优化控制模式下的主要功能

2.3电网AVC系统运行分析

2.3.1电网情况简介

2.3.2问题实例及分析

  2.4程序改进措施

  2.4.1增加状态估计异常告警

2.4.2及时关闭数据库联接

  2.4.3外网等值错误自动排除功能

  2.4.4实现无功补偿设备的设备轮流切换

2.4.5增加特殊运行方式的考虑

2.4.6实现运行方式和操作次数联合判别

2.4.7引入负荷曲线预测功能

2.4.8引用设备操作成本分析功能协调控制

  2.4.9推出方案间隔时间设置为可调节

2.4.10合理配置电容器的容量

2.5结束语

3参考文献

[1] 靳龙章 丁毓山.电网无功补偿实用技术. [M]中国水利水电出版社. 2008 

[2] 侯博渊.变电站无功补偿设备的运行与控制[M]山东工业大学.1991

[3] 孙肖子.模拟电子技术基础. [M] 西安电子科技大学出版社.2001

[4] 姜宁.电压无功控制及优化技术. [M]中国电力出版社. 2011

[5] 姜宁 王春宁.无功电压与优化技术问答.[M]中国电力出版社. 2011

[6] 李宏仲.地区电网无功补偿与电压无功控制. [M]机械工业出版社. 2012

[7] 高东学.电网无功补偿实用新技术.[M]中国水利水电出版社. 2014

[8] 燕福龙.电力系统电压和无功功率自动控制.[M]中国水利水电出版社. 2013

[9] 张利生.电网无功控制与无功补偿. [M]中国电力出版社. 2012

[10]实时电压无功优化自动控制(AVC)系统技术说明.[R]山东积成电子股份有限公司. 2009年