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1.3.4智能AVC的框架设计和研究

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:智能AVC与智能电网的建设方向一致。智能AVC在特点上的智能化带来了其功能上的突破。智能AVC的控制更加智能、负荷调度规律智能AVC系统需根据电网负荷,拓扑变化自动调整算法结构,做到自适应。平台一体化的基础智能AVC的平台既是电压管理控制的平台,也同时是电网运行综合计算分析平台。智能AVC系统的网络架构,如图1-8所示。

1.3.4智能AVC的框架设计和研究

我国电网这么多年来实施的二级或三级电压控制尚不算是真正意义上的全局无功优化,因为它没有将全网范围内所有控制设备用统一的目标函数进行定量的优化调度,而只以电压作为单目标的控制对象。这种将目标层次化的做法没有综合考虑电压网损率指标和控制设备动作次数,同时为了降低难度,通常在对上层进行控制对下层整定值修改时不计下层控制的允许限制和响应能力,这种做法得到的其结果显然不能满足控制设备动作次数的限制,不能实现最优化的经济运行。

完整的智能AVC系统是一个高度集成、融合多种技术的可嵌入式系统,需要具备的模块和功能有无功和有功双向潮流控制、智能输电网AVC、Web发布、智能配电网AVC、分布式电源兼容、实现自愈、实时在线监测及精细分析和与用户友好互动。当前虽然已实现了输网侧AVC、潮流控制以及Web发布三个模块,但是随着智能电网的建设,输电网系统对潮流计算的要求发生很大变化,目前潮流计算的速度还不够快,采用并行计算将大大提高计算速度,智能电网实现无功调度和跟用户双向通信后,智能AVC的潮流计算必须考虑双向潮流,这将会引起系统网损增大,智能AVC的多目标处理技术将会在多种因素之间取得最佳平衡。传统AVC的Web发布数据信息较少,可视化界面单调呆板,智能AVC的Web发布可借助先进多媒体技术,通过动画动态着色、多维虚拟现实等技术实现声音和图画展示。Web工作站除自动展示相关运行信息外,还能提供查询子系统用户界面,让用户对历史曲线、设备动作历史记录、历史命令等信息进行远程查询。对不同的用户设置不同权限,使用加密技术防止相关信息意外泄漏。

智能AVC与智能电网的建设方向一致。智能AVC系统功能在延续传统AVC的基础上在网络架构软件架构方面增加了很多智能化的功能特点。

1.通过规则引擎实现的专家系统

优化控制策略将不再写死在程序之中,而是有专门程序进行管理,更改配置更加灵活。这样可以根据变电站负荷性质、运行方式、具体情况的不同,系统设计了具有按“控制模式”(Control Style)运行的专家系统。可以自定义系统控制目标,控制手段,设置控制目标与运行约束条件的优先级,设定灵敏度大小形成特定的控制模式,以满足不同地区电网的差异化需求。

2.短期负荷预测

可以对中枢点厂站进行短期负荷预测,定义典型的厂站,也可以定义典型日(如工作日、双休日)进行分时段负荷趋势。这样可以在策略中考虑负荷趋势,可以动态的修正策略中考虑因素的灵敏度,减少设备动作次数。避免因为负荷变化引起的动作振荡。

3.灵敏度分析改进增量网络法

将电路理论中计算灵敏度的增量网络算法推广到电力网络中,基于交流潮流模型的灵敏度算法进行分析,能够方便快捷地求出系统变量对所有线路(支路)参数的灵敏度。

4.多级协调控制

省地联调能接收省调AVC系统实时下达的220kV母线电压和关口功率因数目标值,并能协调控制;地县联调能接给县调AVC系统实时下达的关口功率因数目标值,并能协调控制县调电压。主网AVC可以和配网AVC做到协调控制,做到无功由下至上控制,电压由上至下控制。

5.双机热备功能

智能AVC系统采用Mysql(5.1版)数据库,可实现双机热备功能,并增加了AVC的运行可靠性

6.建模图库一体化与模板功能

建模图库一体化解决了老版本上由于图库不一致带来的很多维护维护问题,降低了维护难度。模板机制在建模系统中采用厂站模板、保护模板,极大地减少了建模工作量。

7.提供更加安全的控制机制

这些机制包括:主变压器档位安全处理机制;电容器安全处理机制;设备动作后,关联数据检测功能;异常动作,告警提示功能;完善的数据检测功能。

8.权限管理

可以配置用户角色功能权限;可以分区设定用户;用户登录后具备时间有效性;限制各类操作人员的操作权限以保证系统安全运行,且各类操作均有记录,并可查询。

9.智能化的操作

注重用户体验,使得维护,使用简单;控制目标总体状态一目了然,做到出现问题,及时有效告警。正常运行则是免打扰模式;智能的键盘精灵,可以只需要输入厂长号或拼音缩写,就可以快速到相关图形或者所选列表名称;配置免重启:在一些简单配置,参数维护后系统无需停止工作,提高系统可靠性。

智能AVC在特点上的智能化带来了其功能上的突破。(www.xing528.com)

(1)智能AVC的控制更加智能、负荷调度规律

智能AVC系统需根据电网负荷,拓扑变化自动调整算法结构,做到自适应。在控制对象、控制目标、控制策略、控制约束等方面要做出重大改进,以适应智能电网的挑战。通过以上灵活的配置,可以适应各地的具体需求,如220kV变电站关口功率因数。

(2)电压管理平台

智能AVC的管理平台不仅仅提供自动无功电压监视与控制功能,还可以提出提供分析、管理功能,如主变经济运行方式、当前负荷变化趋势、设备动作频繁告警、操作成功率、无功电压当前与历史比较等与无功电压相关的分析功能。

(3)平台一体化的基础

智能AVC的平台既是电压管理控制的平台,也同时是电网运行综合计算分析平台。电网正常运行时,根据电网实时运行状态,其中包括在线线损计算、主变经济运行分析控制、安全稳定分析及负荷预报等功能,确保电网稳定可靠、安全运行。

(4)遵循标准化接口

智能AVC遵循IEC61970标准设计接口和以满足公共信息模型(CIM)为标准的电网数据导入,可以SVG图形导入工作,也可以自己独立建模,以适应与不同厂家的EMS系统的接口,方便维护。

(5)输电AVC与配电AVC互动

智能AVC注重输电AVC与配电AVC的互动,输电侧单元在调度中心、集控站及变电站均设有子系统,对电力系统各级电压进行分布式调节控制,其根据系统运行方式,系统通信方式的改变来确定集中或者分散控制。配电侧单元安装于配电所,对保证电网经济安全运行及用户侧的电压质量作用很大,是建设重点。智能AVC系统的网络架构,如图1-8所示。

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图1-8 智能AVC系统网络架构

智能AVC系统一种可能的流程如图1-9所示,该图对智能AVC系统进行了细致的描述。

(1)主要流程

首先从经过完善的智能配电网SCADA系统采集数据,系统分两部分运行:如果配电网系统正常运行,则考虑谐波电压、电压波动、冲击电压、分布式电源等电压影响因素后进入电压分析模块,然后再进入无功分析模块后进行闭环潮流、双向潮流的计算和分析,实现真正意义上的无功就地补偿,然后发出控制指令,命令控制中心控制执行;如果配电网出现故障,则交由自愈模块进行故障定位、故障分析和故障解除,最终恢复系统的正常运行。

(2)说明

潮流计算:配电网网络拓扑结构复杂,并行潮流计算将大大提高计算速度,但是双向潮流的出现会引起系统网损发生变化,系统需要在几方面取得平衡。

分布式电源:分布式电源并网运行可能会降低系统安全可靠性,系统故障时可能会加重电压跌落。此外,还需研究分布式电源接入系统引起的电压波动问题,同时还要考虑分布式电源中的某些元件产生的谐波问题。

政策性因素:阶梯式电价等政策对负荷总量的影响会降低负荷预报的准确度,最终影响无功补偿容量。

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图1-9 智能AVC系统的流程图

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