基于電壓穩(wěn)定性與越限的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)研究

魏承杰

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力成為人們生產(chǎn)生活中不可或缺的重要能源之一，其穩(wěn)定性是人們對(duì)電力供給服務(wù)的要求之一?；诖?，本文通過(guò)分析電壓穩(wěn)定指標(biāo)，重點(diǎn)研究以電壓穩(wěn)定性與越限為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞 電壓穩(wěn)定性;配電網(wǎng);電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電力的需求量逐漸增加，導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓越限和穩(wěn)定性的問(wèn)題日益突出。為提升配電網(wǎng)電壓質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電力的穩(wěn)定供給，需要對(duì)以電壓穩(wěn)定性與越限為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行研究，反映出配電網(wǎng)中常見的電壓越界問(wèn)題。

1分析電壓穩(wěn)定指標(biāo)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定和安全性是目前電力行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一，為有效實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性和安全性，相關(guān)領(lǐng)域也進(jìn)行了大量的研究工作，取得了一些成果。其中，就包含了以電壓穩(wěn)定性和越限為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)。在該指標(biāo)中，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，需要對(duì)配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定指標(biāo)進(jìn)行分析，保證后續(xù)評(píng)估指標(biāo)研究工作的有效展開。

電壓穩(wěn)定指標(biāo)主要指的是配電網(wǎng)的支路電壓穩(wěn)定指標(biāo)，經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，線路參數(shù)無(wú)關(guān)支路電壓在線指標(biāo)Lpqu具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，這主要是因?yàn)樵撝笜?biāo)與電力線路模型無(wú)關(guān)，也不會(huì)依賴于支路的各項(xiàng)參數(shù)，只需要相關(guān)節(jié)點(diǎn)的電力數(shù)據(jù)就能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)支路的電壓指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。從目前研究現(xiàn)狀來(lái)看，該指標(biāo)需要的節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)主要是由D-PMU所提供的，通過(guò)該數(shù)據(jù)，能夠直接對(duì)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，直接實(shí)現(xiàn)了在線評(píng)估的目標(biāo)。而且，該指標(biāo)在光伏接入配電網(wǎng)的情況下仍能夠發(fā)揮良好的優(yōu)勢(shì)。但是，通過(guò)對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用該指標(biāo)對(duì)支路電壓穩(wěn)定指標(biāo)進(jìn)行在線計(jì)算時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓小且接近下限時(shí)，該指標(biāo)無(wú)法有效反映出配電網(wǎng)中的電壓越限問(wèn)題。因此，雖然Lpqu能夠有效對(duì)配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)和反映，但是，Lpqu只能在電壓穩(wěn)定性較強(qiáng)的時(shí)候反映配電網(wǎng)的相對(duì)穩(wěn)定性。在但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，Lpqu無(wú)法反映配電網(wǎng)電壓崩潰的情況，也無(wú)法反映電壓越界問(wèn)題[1]。

2研究以電壓穩(wěn)定性與越限為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)

經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，在配電網(wǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題中，最常發(fā)生的就是電壓越界問(wèn)題，其中可分為兩方面，分別是電壓越上限和電壓越下限，所以，為提升電壓的穩(wěn)定性，切實(shí)把握配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)，需要在電壓穩(wěn)定性和越限的基礎(chǔ)上開展研究工作。以電壓穩(wěn)定性與越限為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)主要利用的是配電網(wǎng)微型PMU，也就是D-PMU。

第一，分析配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的構(gòu)造。在對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行研究時(shí)，所秉持的思路應(yīng)該是構(gòu)造一項(xiàng)功能性的函數(shù)，當(dāng)配電網(wǎng)的電壓出現(xiàn)或者即將出現(xiàn)越界現(xiàn)象時(shí)，該函數(shù)能夠指向失穩(wěn)閾值1，進(jìn)而解決Lpqu無(wú)法反映在線指標(biāo)的問(wèn)題，從而完善電壓穩(wěn)定指標(biāo)，形成既能夠反映配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性、還能夠反映電壓越界情況的質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)。具體而言，在構(gòu)建該指標(biāo)中的功能性函數(shù)時(shí)，所采用的是具有模擬階躍特性的連續(xù)函數(shù)，在該函數(shù)中，涉及狀態(tài)變量，該變量主要對(duì)階躍變化進(jìn)行監(jiān)視，所以，所取的電壓幅值是配電網(wǎng)中的某一節(jié)點(diǎn)。在該函數(shù)中還涉及了電壓待定常數(shù)，主要是為了對(duì)階躍發(fā)生的區(qū)間進(jìn)行排查。在配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)中，當(dāng)該函數(shù)偏離電壓的邊界點(diǎn)時(shí)，其閾值會(huì)上升，并在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定值1，從而反映出配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性和安全性。不僅如此，當(dāng)配電網(wǎng)的系統(tǒng)電壓幅值較為穩(wěn)定時(shí)，該函數(shù)所呈現(xiàn)出的閾值是無(wú)限趨近于0的，這意味著，配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的數(shù)值主要受到Lpqu影響，從而能夠很好地反映出配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定情況;而當(dāng)配電網(wǎng)系統(tǒng)電壓出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，例如越限問(wèn)題或是電壓崩潰的情況，該函數(shù)的閾值會(huì)達(dá)到1，從而幫助相關(guān)人員掌握配電網(wǎng)出現(xiàn)的具體故障。這主要因?yàn)樵陔妷涸浇缁蚴潜罎⒌那闆r下，配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)主要受函數(shù)值的影響，受Lpqu影響較小。而且，在提取該指標(biāo)時(shí)，相關(guān)人員只需要利用配電網(wǎng)微型PMU所提供的電壓數(shù)據(jù)就能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)電壓質(zhì)量進(jìn)行把握，并準(zhǔn)確計(jì)算配電網(wǎng)電壓質(zhì)量指標(biāo)，極大地降低了對(duì)線路模型參數(shù)的需要[2]。

第二，應(yīng)用配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的實(shí)際情況。為判斷配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的有效性，提升研究質(zhì)量，需要對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證。驗(yàn)證方式為：首先，根據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)際需求，科學(xué)選擇四個(gè)節(jié)點(diǎn)。其次，保證該系統(tǒng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷不變，增加光伏，直至配電網(wǎng)電壓出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，掌握各個(gè)指標(biāo)的參數(shù)以及變化情況。最后，根據(jù)電壓越界的兩種情況判斷該評(píng)估系統(tǒng)的有效性。一般情況下，可分為低壓支路和過(guò)壓支路。經(jīng)有效驗(yàn)證，以電壓穩(wěn)定性與越限為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)能夠有效反映配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定情況以及越限問(wèn)題。具體優(yōu)勢(shì)如下：①通過(guò)應(yīng)用結(jié)合D-PMU的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)，能夠有效解決以往電壓指標(biāo)適應(yīng)性差的問(wèn)題。通過(guò)結(jié)合D-PMU，配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)能夠有效反映配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，還能夠連續(xù)性階躍模擬函數(shù)模擬越界，增強(qiáng)了配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)的適應(yīng)性，幫助相關(guān)人員把握配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的電壓越界問(wèn)題，保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)作。②配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)對(duì)線路參數(shù)的需求程度較低，降低了此項(xiàng)工作對(duì)線路參數(shù)的依賴程度。而且，在對(duì)配電網(wǎng)電壓指標(biāo)進(jìn)行在線計(jì)算時(shí)，能夠直接應(yīng)用D-MPU的量測(cè)數(shù)據(jù)，且該數(shù)據(jù)具有極強(qiáng)的及時(shí)性，能夠幫助相關(guān)人員及時(shí)把握配電網(wǎng)電壓情況，提升檢測(cè)和評(píng)估的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，以電壓穩(wěn)定性與越限為基礎(chǔ)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)能夠有效反映配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定情況以及越限問(wèn)題。因此，相關(guān)單位應(yīng)深入研究該指標(biāo)，結(jié)合實(shí)際情況制定科學(xué)的配電網(wǎng)電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)，從而保證電壓的穩(wěn)定性和安全性，幫助相關(guān)人員在線獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，為配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)作提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 查鵬程，甘雅麗，高海祐，等.電動(dòng)汽車充電站接入配電網(wǎng)的電能質(zhì)量評(píng)估[J].電測(cè)與儀表，2020，25（9）：133-135，139.

[2] 李正明，徐鵬坤，單曉晨.基于多智能體的微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，41（10）：133-135，139.