探討多站點(diǎn)無功補(bǔ)償裝置的多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制

汪宇，王娜，岳云鵬

（國(guó)網(wǎng)渭南供電公司，陜西渭南714000）

探討多站點(diǎn)無功補(bǔ)償裝置的多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制

汪宇，王娜，岳云鵬

（國(guó)網(wǎng)渭南供電公司，陜西渭南714000）

合理的配置以及控制無功補(bǔ)償裝置能為輸電系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的輸電提供強(qiáng)勁的電壓支撐。無功補(bǔ)償裝置是依照調(diào)度中心所輸出的電壓指令來進(jìn)行相應(yīng)的控制，其控制方式非常簡(jiǎn)單。而在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行中，其無功補(bǔ)償裝置的損耗還是比較大。

無功補(bǔ)償裝置；多目標(biāo)；協(xié)調(diào)控制

1 無功補(bǔ)償裝置的特性分析

在500kV的變電站當(dāng)中將低容、低抗裝置以及SVC設(shè)置進(jìn)去，將實(shí)際系統(tǒng)當(dāng)中的DUS站來舉例，其站內(nèi)的無功裝置中有2組低壓電抗器以及電容器，SVC裝置1臺(tái)。依照IEEE的無功裝置中對(duì)損耗的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用DUS站實(shí)際的裝置數(shù)據(jù)，將SVC裝置的損耗以及DUS站內(nèi)的低抗損耗進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)對(duì)比可以看出，SVC裝置當(dāng)中的損耗明顯與低抗/低容的損耗要大，特別是在進(jìn)行感性無功的輸出時(shí)，SVC裝置當(dāng)中的損耗在一定程度上比抵抗器當(dāng)中的損耗要高。如果能把SVC與低抗、低容裝置聯(lián)合起來進(jìn)行控制，再通過對(duì)低抗、低容裝置進(jìn)行投切，以此使得SVC的工作是在一個(gè)低損耗的狀態(tài)當(dāng)中進(jìn)行，在一定程度上能使電壓補(bǔ)償以及無功補(bǔ)償裝置損耗的降低同時(shí)滿足。

2 無功補(bǔ)償裝置中的互相影響

因?yàn)樵谡炯罢局g還有無功交互作用存在，而單獨(dú)的進(jìn)行補(bǔ)償容易造成過度補(bǔ)償?shù)膯栴}出現(xiàn)，對(duì)無功裝置當(dāng)中動(dòng)作的策略有所影響。表1中提出兩個(gè)站當(dāng)中單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)償以及協(xié)調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償方式的無功需求。

從表1中可以看出，兩個(gè)站在單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，依照電壓的偏差GUIL站以及DUS站要分別補(bǔ)償116.48Mvar、41.68Mvar無功。在實(shí)際的系統(tǒng)當(dāng)中，GUOL站與DUS站當(dāng)中的無功靈敏度是0.0074kV/Mvar，其兩站當(dāng)中的無功補(bǔ)償也有一定互相支撐的作用存在，GUIL站以及DUS站僅需要分別補(bǔ)償110.81以及15.35無功就能將調(diào)壓有效的實(shí)現(xiàn)。在電壓偏差越大的時(shí)候，其無功補(bǔ)償裝置中的相互作用也越發(fā)明顯，所以對(duì)2個(gè)站當(dāng)中的無功協(xié)調(diào)控制進(jìn)行考慮是非常有必要的。

變電站DUS GUIL電壓偏差△U/pu 0.0028 0.0068單獨(dú)補(bǔ)償△Q/Mvar 41.68 116.48協(xié)調(diào)補(bǔ)償△Q/Mvar 15.35 110.81

3 多目標(biāo)無功協(xié)調(diào)控制中的NSGA-11算法

3.1 NSGA-11算法

NSGA-11算法是一種多目標(biāo)的精英算法，不用將目標(biāo)的偏好信息進(jìn)行設(shè)置，通過個(gè)體中錦標(biāo)賽以及等級(jí)分層的選擇，在一定次數(shù)的遺傳之后就能有大概率的搜索，以此獲取到Paerto全局最優(yōu)的解集，還能將優(yōu)秀的策略以及擁擠距離的指標(biāo)等引入進(jìn)來，以此確保其分布性與質(zhì)量能深入的了解。多目標(biāo)優(yōu)化當(dāng)中，對(duì)每一代的解集都是進(jìn)行非支配排序方式，以此獲得多層的子解集，其第一層中的子解集是非支配解集，將其設(shè)定等級(jí)1，而第二層的子解集是第一層子解集所進(jìn)行支配的，所以等級(jí)是2，以此進(jìn)行推斷。要想確保Paerto最優(yōu)的解集當(dāng)中有很好的分布性，NSGA-11算法針對(duì)每個(gè)解都進(jìn)行了擁擠距離指標(biāo)的分配，這個(gè)指標(biāo)中表示這個(gè)解與其他解最佳的平均距離，其擁擠的距離越大在一定程度上也表明這個(gè)解所在的區(qū)域中越“稀疏”。NSGA-11算法在迭代的過程當(dāng)中是應(yīng)用的精英策略，這個(gè)精英策略對(duì)迭代當(dāng)中最優(yōu)秀的解在下一代的解集中能順利遺傳提供保障，在其篩選的過程中，其解的等級(jí)越小，就會(huì)被當(dāng)作是非常優(yōu)秀的，等級(jí)一樣的解中其擁擠的距離大就是最優(yōu)秀的。

3.2 NSGA-11算法實(shí)現(xiàn)

在無功協(xié)調(diào)控制當(dāng)中的控制變量包括連續(xù)變量以及離散變量。其連續(xù)變量中有SVC裝置當(dāng)中TCR的觸發(fā)角，而離散變量當(dāng)中有SVC裝置中濾波器的投切數(shù)量、低壓電抗器以及低壓電容器等。所以NSGA-11算法針對(duì)于連續(xù)與離散變量分開采取二進(jìn)制和實(shí)數(shù)的編碼。在本文中無功協(xié)調(diào)控制只針對(duì)與站內(nèi)無功補(bǔ)償裝置，不會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)極端電壓當(dāng)中的調(diào)節(jié)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，所以發(fā)電機(jī)無功處理的上下限約束也能不予以考慮。在其不等式的約束中只對(duì)協(xié)調(diào)控制中的節(jié)點(diǎn)電壓的約束進(jìn)行考慮。在其實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中依照上級(jí)調(diào)度中心所下發(fā)的電壓參數(shù)據(jù)，在允許的范圍中閑置節(jié)點(diǎn)的電壓波動(dòng)。

4 結(jié)語

綜上所述，協(xié)調(diào)控制中對(duì)NSGA-11算法的改進(jìn)能因此得到非常好的Paerto最佳的解集，并且在其解集中的控制策略與單獨(dú)補(bǔ)償對(duì)比，能將無功裝置中的節(jié)點(diǎn)電壓總偏差以及總耗損有效的降低，在一定程度上也驗(yàn)證了在實(shí)際的電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制中無功聯(lián)合控制系統(tǒng)絕對(duì)的實(shí)用性。經(jīng)過相關(guān)數(shù)據(jù)的研究表明，NSGA-11算法能在多站多目標(biāo)的無功協(xié)調(diào)控制問題中可以非常有效的求出解法。

［1］董萍，徐良德，劉明波.多站點(diǎn)無功補(bǔ)償裝置的多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，（04）：587-595.

［2］段國(guó)泉，戚慶茹，吳軍，等.基于改進(jìn)最優(yōu)覆蓋法的智能變電站無功優(yōu)化配置［J］.電力建設(shè)，2014，（07）：20-25.

Multi Objective Coordinated Control of Multi Site Reactive Power Compensation Device

WANGYu,WANGNa,YUE Yun-peng
(Weinan Power SupplyCompany,SGCC,Weinan 714000,China)

Reasonable configuration and control of reactive power compensation device can provide a strong voltage support for the transmission systemofthe transmission system.The reactive power compensation device is controlled accordingtothe voltage instruction raised by the dispatch center.The control method is very simple.In the actual system operation,the loss of the reactive power compensation device is still relatively large.

Reactive power compensation device;Multi objective;Coordinated control

TM761

A

1674-8646（2015）10-0016-02

2015-06-12