混成电压控制.ppt

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1、混成自动电压控制混成自动电压控制 Hybrid Automatic Voltage Control卢卢 强、胡强、胡 伟伟清华大学电力系统国家重点实验室2004.110、前言、前言综合指标：综合指标：电压质量、频率质量、电压安全稳定性、频率电压质量、频率质量、电压安全稳定性、频率 （功角）安全稳定性、网损最小化、（功角）安全稳定性、网损最小化、How?No Way！巨型条件变分问题！巨型条件变分问题！如何解决？唯有如何解决？唯有复合目标准优化的复合目标准优化的复合目标准优化的复合目标准优化的混成控制混成控制混成控制混成控制!混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)中间层信息中间层信息控制指

2、令控制指令(事件驱动事件驱动)Data底层设备的反馈控制底层设备的反馈控制 操作命令操作命令底层信息底层信息发电机、补偿器发电机、补偿器及及FACTS设备的控制器设备的控制器数据数据数据数据数据数据控制指令控制指令 1 1、“电力系统混成控制电力系统混成控制电力系统混成控制电力系统混成控制”（Hybrid Control of Hybrid Control of Power SystemsPower Systems，HCPSHCPS）结构模型结构模型结构模型结构模型混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)2、“最高决策与指挥层最高决策与指挥层”结

3、构与功能结构与功能2.1 2.1 最高层最高层Cc 形成形成&事件驱动事件驱动否否Cc是是实时数据实时数据与信息与信息中间层信息中间层信息来自基层的来自基层的实时数据与信息实时数据与信息无操作无操作最高处理、决最高处理、决最高处理、决最高处理、决策与指挥层策与指挥层策与指挥层策与指挥层 SCADA和动态数据库(实时节点电压存储)电力系统：达标电压 电力系统：“关键”节点确定及标准范围(算法)电压安全域及实际运行点动态位置显示 综合优化决策(高电压达标率、高安全性和网损极小化)“事件”(Event)判断中枢(预警与现实值)决策、处理、指令发生与下达2.2 最高层的组成与功能最高层的组成与功能混成

4、自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)2.3 事件形成条件事件形成条件混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)系统为例：系统为例：第一类条件第一类条件 电压质量电压质量for i=1,2,nCc1=L(EV.Q)to form a Control Command Cc1Cc1 is delivered into the“middle level”事件(EV.Q)形成形成 混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)第二类条件第二类条件电压稳定性电压稳定性 电压稳定域在线实时显示系统运行点 判断稳定的潮流矩阵最小模特征值实时显示混成自动电压控制混

5、成自动电压控制(HAVC)Cc2=L(EV.S)to form a Control Command Cc2an event(EV.S)Bring about V(p.u)P(p.u)0预警紧急崩溃安全V预警V紧急V崩溃混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)第三类条件第三类条件 逼近最优潮流逼近最优潮流Cc3=L(EP.Loss)to form a Control Command Cc3Cc3 is delivered into the“middle level”alsoan event(EP.Loss)Bring about 现实潮流与优化潮流比较：混成自动电压控制混成自动电压控制(HA

6、VC)3、“中间处理与操作层中间处理与操作层”3.1 中间处理与操作层结构中间处理与操作层结构Oo（操作命令操作命令)状态状态&数据数据中间处理、中间处理、中间处理、中间处理、决策与决策与决策与决策与操作层操作层操作层操作层混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)3.2 中间层的组成与功能中间层的组成与功能 SCADA和动态数据库(实时节点电压、发电厂励磁给定值、无功投切量、变压器分接头位置等)接受高层下达指令，进行处理、运算，形成操作决策 操作决策的各种方案在线实时有效组合，形成有效组合优化方案 综合优化方案形成指令下达3.3 3.3 控制逻辑组合框图控制逻辑组合框图控制逻辑组合框图控制

7、逻辑组合框图混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)操作员操作员操作员混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)现有调压手段不能满足时，中间层现有调压手段不能满足时，中间层HAVC给出给出建议，系统内加装调压设备的类型、容量及安建议，系统内加装调压设备的类型、容量及安装地点。装地点。东北电网HAVC系统 V1.0现有调压手段不足，元宝山电厂电压偏高。建议在元宝山电厂安装低压电抗器，容量5MVar.继续存储取消混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)4、底层（动态电力系统）底层（动态电力系统）基层基层HAVC设备设备发电厂发电厂HAVC变变 电电 站站 HAVC发电厂各机组励磁给定值低

8、压电容电抗器组投切SVC给定值有载调压变压器分接头FACTS设备的给定低压切负荷混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)4.2 底层发电厂、变电站底层发电厂、变电站HAVC装置装置存储器存储器指令指令接口接口 比较比较1#发电机励磁控制器实际发电机端电压值 Vt(t)给定发电机端电压值 Vref Vt(t)Oo来自“中间层”2#发电机励磁控制器n#发电机励磁控制器混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)五、东北五、东北500kV电网电网HAVC方案的研究方案的研究东北500kV电网系统结构东北东北500kV电网架结构图电网架结构图伊敏电厂华北电网冯屯大庆哈南永源方正群林七台河合心包家梨

9、树东丰双辽电厂铁岭电厂元宝山电厂绥中电厂沙岭徐家辽阳王石董家南关岭南部电网南部电网中部电网中部电网北部电网北部电网 500kV系统总的系统总的补偿度约为补偿度约为0.89（部颁标准（部颁标准0.9）；）；补偿度分布不均补偿度分布不均衡，与衡，与220kV电网电网中无功交换量较大中无功交换量较大;历史久，历史久，设备老设备老旧，电厂建设与电旧，电厂建设与电网建设不同步，网网建设不同步，网架比较薄弱；架比较薄弱；目前无功控制采目前无功控制采取分层分区就地平取分层分区就地平衡的原则，没有做衡的原则，没有做到整个系统范围内到整个系统范围内的协调经济调节；的协调经济调节；东北电网仿真研究系统信息初始状态

10、二级电压控制电压混成控制关键节点哈南1.036501.064611.06540合心1.039131.058391.05900辽阳1.047131.062891.06309控制节点双厂0.974510.950310.95361绥中1.00001.004600.99990铁LB0.996301.005800.98420伊敏0.960571.010771.01197元宝1.000001.011801.0456最小模特征值幅值数值0.587630.614840.62056比例0.000%4.630%5.604%线路有功损耗数值0.883090.848040.84201比例0.000%3.969%4.6

11、52%线路无功损耗数值6.44181636955.41759比例0.000%12.49%15.90%混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)HAVC二级电压控制常规控制混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)辽阳节点电压曲线东北电网仿真研究6、结论、结论混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)建立了电力系统混成控制（建立了电力系统混成控制（HCPS）的概念、的概念、结构模型、理论框架和分析方法；结构模型、理论框架和分析方法；电力系统混成控制的原理和方法被应用于混成自电力系统混成控制的原理和方法被应用于混成自动电压控制系统上；动电压控制系统上；电力系统混成控制的最重要方法是电力系统混

12、成控制的最重要方法是“事件驱动事件驱动”.Since all kinds of the unsatisfactory states of the power system have been defined as“events”,everything of the system must be good enough without an event.6、结论、结论混成自动电压控制混成自动电压控制(HAVC)混成控制的唯一任务就是使得事件消失混成控制的唯一任务就是使得事件消失 The only task of the hybrid control is to make the events vanishing.实现电力系统的多目标优化（或次优化）运行实现电力系统的多目标优化（或次优化）运行 Along the way multi-index optimized(or sub-optimized)operation of power systems could be realized.谢谢谢谢!Thanks to Your attention!Thanks to Your attention!Hybrid Automatic Voltage Control(HAVC)