電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)價(jià)方法研究

侯智劍

摘 ?要：本文簡(jiǎn)要介紹了武功高電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的概況，并簡(jiǎn)單分析了對(duì)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估的必要性，最后簡(jiǎn)單介紹了兩種目前較為流行的無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的評(píng)估方法，對(duì)這兩種評(píng)價(jià)方法的運(yùn)作思路和具體流程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，旨在于為電力工作者提供思路，提高無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)工作質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)電壓控制系統(tǒng);動(dòng)態(tài)數(shù)字仿真系統(tǒng);模糊綜合評(píng)價(jià)

引言：

隨中社會(huì)快速發(fā)展，無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，在實(shí)際運(yùn)用中，該系統(tǒng)的實(shí)際表現(xiàn)往往沒(méi)有達(dá)到控制預(yù)期，對(duì)于無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化勢(shì)在必行，但目前并沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法。只有對(duì)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集計(jì)算并進(jìn)行優(yōu)化才能更好支持電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)又稱AVC系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行全方位的分析，從而得出最優(yōu)的電壓控制方案，可以有效保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[1]。在運(yùn)行過(guò)程中，AVC系統(tǒng)基于EMS系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)模型獲取與數(shù)據(jù)遙控，最終保障電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

在具體實(shí)施過(guò)程中，由于無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是實(shí)時(shí)分析實(shí)時(shí)控制的控制方法，每次調(diào)控都以上一次調(diào)控結(jié)果為基礎(chǔ)，調(diào)控環(huán)境處于動(dòng)態(tài)變化的條件下，因此獲得的調(diào)控結(jié)果是一段時(shí)間累積的結(jié)果，對(duì)于控制過(guò)程中的動(dòng)態(tài)分析難以準(zhǔn)確覺(jué)察，更難進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算[2]。除此之外，在無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)介入調(diào)控后，各級(jí)電廠工作人員的工作方式有了很大的改變，很難通過(guò)對(duì)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的進(jìn)入和退出進(jìn)行控制，進(jìn)而分析無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)控效果，即便勉力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)涉及的控制對(duì)象較多，控制內(nèi)容較為復(fù)雜，安全隱患較高，實(shí)驗(yàn)調(diào)度人員工作壓力較大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一定準(zhǔn)確，且無(wú)法提供實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，對(duì)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)取得的實(shí)際控制效果很難有一個(gè)直觀的把握。另外，無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)在發(fā)出指令后，由下級(jí)的電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的執(zhí)行，由于各種設(shè)備使用情況及老化程度各不相同，無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令很難被完美實(shí)行，實(shí)際效果可能不如控制預(yù)期。因此對(duì)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)控效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)結(jié)果，對(duì)實(shí)際控制過(guò)程中的影響因素進(jìn)行分析與改進(jìn)就很有必要。目前來(lái)說(shuō)，無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)已經(jīng)越來(lái)越迫切，但目前國(guó)內(nèi)外尚且沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)估體系及計(jì)算方法。

2.無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的評(píng)估方式

2.1利用動(dòng)態(tài)數(shù)字仿真系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估

動(dòng)態(tài)數(shù)字仿真系統(tǒng)即RTDS系統(tǒng)，由加拿大公司開(kāi)發(fā)制造，利用多CPU并行處理技術(shù)與數(shù)字仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，可以有效應(yīng)用于電磁暫態(tài)現(xiàn)象中。由于其實(shí)時(shí)仿真以及數(shù)字仿真的特點(diǎn)，可以真實(shí)且快速地模擬各種環(huán)境，測(cè)試效果較為全面，報(bào)告結(jié)果也較為詳細(xì)，被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)評(píng)估方面。無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)由于其動(dòng)態(tài)且閉環(huán)的管理特點(diǎn)，普通的方式很難進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與評(píng)估，但動(dòng)態(tài)數(shù)字仿真系統(tǒng)則不受其約束，可以很好地模擬無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)環(huán)境，對(duì)于評(píng)估也有良好的效果。

在利用RTDS系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，首先需要厘清當(dāng)前地區(qū)的無(wú)功電壓使用情況，并以此為依據(jù)建立相應(yīng)的模型，使其可以良好地模擬該地區(qū)從發(fā)電、輸電、變電到用電的整個(gè)過(guò)程。在建模過(guò)程中要充分考慮地區(qū)內(nèi)變電設(shè)備、中途電損及電氣設(shè)備的通斷裝置等[3]。在輸電線路的建設(shè)時(shí)，要注意依據(jù)線路的長(zhǎng)度不同設(shè)計(jì)不同的模型。在整個(gè)建模系統(tǒng)中，要額外注意傳輸線路、電感器、變壓器等模型，方便全面模擬區(qū)域內(nèi)的電力設(shè)施，從而進(jìn)行該地區(qū)電力設(shè)施與輸變電線路的有效模擬。同時(shí)也要注意線路中開(kāi)關(guān)的模擬以及電路中的檔位調(diào)節(jié)，方便對(duì)整個(gè)線路進(jìn)行全方位管控。更要注意電路參數(shù)的展示裝置，便于對(duì)模型有功功率無(wú)功功率、損耗、電路中開(kāi)關(guān)與電壓等進(jìn)行可視化的展示，從而方便整個(gè)電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)與管控。計(jì)算結(jié)果的有效輸出也是這種評(píng)估方法的重點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，將數(shù)據(jù)進(jìn)行抓取并計(jì)算，將其計(jì)算結(jié)果輸出，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)，就可以知曉無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)控效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化。在整個(gè)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)評(píng)價(jià)及優(yōu)化過(guò)程中，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的抓取與傳輸范圍包括線路電壓、電壓的分檔調(diào)節(jié)、電器開(kāi)關(guān)等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化并依據(jù)優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行下一環(huán)節(jié)評(píng)估，在整個(gè)動(dòng)態(tài)的“評(píng)價(jià)-優(yōu)化-再評(píng)價(jià)”的進(jìn)程中使電網(wǎng)有明確的優(yōu)化方向。

這種評(píng)估方式優(yōu)點(diǎn)很明顯，可以做到電網(wǎng)全過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)且運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定，建模較為精確，也方便模擬運(yùn)行過(guò)程中的各種故障，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)模擬實(shí)時(shí)輸出，可以滿足實(shí)際電力系統(tǒng)的需要，評(píng)價(jià)結(jié)果也較為準(zhǔn)確。同樣的缺點(diǎn)也很明顯，價(jià)格昂貴、建模復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)成本高，并且其結(jié)果準(zhǔn)確性在很大程度上依賴建模和參數(shù)，需要專人進(jìn)行監(jiān)管與調(diào)整。

2.2利用模糊層次綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)

模糊層次綜合評(píng)價(jià)法英文簡(jiǎn)寫(xiě)做FAHP，它將模糊綜合評(píng)價(jià)法與成分分析相結(jié)合從而形成了一種更完善的評(píng)價(jià)方法。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，先利用成分分析進(jìn)行定性分析，再用模糊評(píng)價(jià)法進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，這兩種方法的相互補(bǔ)足，消除了這兩者的缺點(diǎn)的同時(shí)亦兼顧這兩者的優(yōu)點(diǎn)，可以對(duì)各種影響因素進(jìn)行全面的分析，結(jié)果較為準(zhǔn)確，得到了廣泛的應(yīng)用。

在對(duì)電網(wǎng)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，需要考慮的因素較多，不同因素在不同人眼中重要程度不同，主觀性較大，評(píng)判差異較為明顯。因此往往不同人有不同的評(píng)價(jià)結(jié)果。模糊層次綜合評(píng)價(jià)法可以有效解決這個(gè)問(wèn)題，兼顧多人的經(jīng)驗(yàn)與看法，使得評(píng)估結(jié)果更為客觀。在利用模糊層次評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)估時(shí)，首先需要確定一個(gè)明確的評(píng)價(jià)體系，然后確定體系內(nèi)部評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，將評(píng)判指標(biāo)量化，再將不同因素的重要程度安排不同的權(quán)重，最后進(jìn)行評(píng)判結(jié)果的計(jì)算。

在進(jìn)行具體評(píng)價(jià)時(shí)，首先就要判定各種影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素，建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并按照標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分為優(yōu)良中差四個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)設(shè)立不同的分值。將各種影響因素以及分成的等級(jí)以表格的形式體現(xiàn)，邀請(qǐng)多位專家進(jìn)行調(diào)查評(píng)判，讓專家對(duì)影響因素的重要程度進(jìn)行客觀地評(píng)價(jià)，每位專家的經(jīng)驗(yàn)及看法并不一定完全相同，因此有必要進(jìn)行綜合的匯總，并形成隸屬度函數(shù)與模糊評(píng)價(jià)矩陣，依據(jù)將該因素認(rèn)定為某等級(jí)的專家數(shù)量及全體專家數(shù)量利用統(tǒng)一的公式進(jìn)行計(jì)算，最終得到不同影響因素的等級(jí)。按照不同影響因素的重要程度并賦予相對(duì)應(yīng)的權(quán)重，再根據(jù)權(quán)重進(jìn)行總體計(jì)算就可以得出相對(duì)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。在計(jì)算過(guò)程中，如果影響因素過(guò)多，也應(yīng)適度調(diào)整權(quán)重從而得到更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)結(jié)果。

這種評(píng)價(jià)方法較為系統(tǒng)，可以從多個(gè)角度較為全面地進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果也較為準(zhǔn)確，成本較低，對(duì)于較為復(fù)雜的環(huán)境也能進(jìn)行較好的評(píng)價(jià)，但在進(jìn)行評(píng)估時(shí)，對(duì)于處于相同或類似環(huán)境下的無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)有較好的評(píng)價(jià)效果，但對(duì)于影響因素差異較大的需要進(jìn)行大量的前期計(jì)算，且效果一般。

結(jié)束語(yǔ)：

目前流行的兩種評(píng)估方式中，模糊層次綜合評(píng)價(jià)法對(duì)于同一地區(qū)的無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)評(píng)價(jià)較為經(jīng)濟(jì)，結(jié)果較為準(zhǔn)確;動(dòng)態(tài)數(shù)字仿真系統(tǒng)更依賴于前期準(zhǔn)確的建模與參數(shù)設(shè)計(jì)，前期投入較大，但目前我國(guó)已經(jīng)逐步進(jìn)行RTDS系統(tǒng)鋪設(shè)，對(duì)未來(lái)無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)與優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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