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1、基于负荷预报的区域电网电压无功控制第37卷第9期20o4年9月中国电力ELECTRICPOWERVo1.87.№.9Sep.,20o4蜜享炱荷顽揠留区磨电网电麈动{摇制丁晓群,唐杰阳,廖亨利,陈岗s(1.河海大学电气工程学院,江苏南京210098;2.南京河海电力软件有限公司,江苏南京210098:3.扬州供电公司,江苏扬州225000)摘要:电网电压无功优化运行自动控制过程中,由于负荷的波动会造成各变电所电容的投切翮鬻睡分接头调节振荡或者不必要操作.为避免设备不必要的操作,延长设备的运行寿命,在电网电压晦宅《运行自动控制的基础上,引入短期和超短期负荷预报技术,在每日开始的时刻预测
2、当日的负荷曲钱期分出高峰,低谷,腰荷时间段,并对每一个状态断面后若干时间(如15min)的电网负荷状况进行超短期莰报,实现电网电压无功优化运行与调节设备动作次数的最佳组合,提高系统电压稳定性,降低网损,减少设备动作次数.关键词:电压无功控制;负荷预报;设备动作次数?中图分类号:TM715;TM761文献标识码:A文章编号:1004-9649(2004',l09-0(146-040引言随着电力系统的飞速发展,对电力系统中电压稳定性和网损经济性的要求越来越高,许多专家学者及电力部门的技术人员提出了种种策略,来完成对电压无功优化控制的要求.其中笔者已提出的"全网电压无功优化运行控制系统"
3、…使电网电压合格率更高,总网损更小,调压和无功补偿设备的动作次数尽量O-",实现了电网电压无功自动控制的目的.目前的算法仅考虑了电力系统当前时间断面的状况,没有考虑历史经验和未来变化趋势.由于负荷是不断变化的,因此仅从某一个时间断面的相关状态数据来决策相关设备的操作,不一定最适应变化的电网及单厂站的负荷水平,对无功补偿设备的投切与有载主变分接头调节,次数就不是最少.本文依据电力系统中的历史数据,结合当前系统负荷的状态,预计未来一天及未来l5min内电网负荷的变化趋势,以最少的设备动作,来实现电网电压无功优化运行.按这种设计思想及技术思路,开发的系统已在山东威海市电业局得到应用,实现
4、了在线控制,运行可靠,效益明显,获得了山东省电力公司20o4年科技进步二等奖1已推广应用的电压无功控制系统遇到的问题目前,在全国电力部门采用电压无功自动控制的模式主要有:(1)基于"九区图"原理的变电站电压无功控制装置(VQC);(2)基于电网的电压无功优化控制系统软件.在模式(1)基于"九区图"的控制策略中,电压无功的边界十分明确,在某一负荷状况下,系统恰好停留在"九区图"的某一区内,很可能出现电容器的投切或者主变压器分接头调节的振荡现象;另一方面,"九区图"对控制设备的操作次数是无限次的,而国标规定了每台主变压器分接头的动作次数和电容器的投切次数,结果是要么按"九区图"规则使设
5、备动作次数超过限制,要么运行人员很难把握设备动作次数的限制.在模式(2)中,尽管是从电网的角度采集实时数据,进行计算分析和决策,较之VQC装置算法先进,优化效果更明显,设备操作更合理,更好地实现电网范围内电压合格率高,网损率低和设备动作次数尽可能少的目的,但由于系统仅仅采集,计算当前数据断面的缺陷,不可避免地会出现为满足电压无功优化运行的目的而引起调节和投切设备动作振荡的现象.目前,基于负荷预报的变电站电压无功控制的研究已有报道,但在区域电网的电压无功优化控制中引入负荷预报未见报道.基于调压及补偿设备的动作取收稿日期:2004-03-15;修回日期:2004.06.16作者简介:丁
6、晓群(1956-),男,江苏丹阳人,教授,从事人工智能在电力系统中的应用,电气设备故障诊断及配电自动化领域的教学和科研工作.E-mail:ai_group@163.tom第37卷丁晓群等:基于负荷预报的区域电网电压无功控制2004年第9期决于电力系统当前与未来负荷变化状况,引进了短期和超短期负荷预报的概念和方法,较早地判别电压与无功变化的趋势,实现了在满足控制目标的情况下的设备动作次数最少,设备使用寿命最长的目标.2负荷预报引入短期和超短期负荷预报,预报未来一天的负荷变化曲线及每一个暂态断面后若干时间的负荷波动状况,提前了解负荷变化情况.2.1短期负荷预报短期负荷预报主要预测未来一
7、天的负荷水平,在零点时刻预测当天48点负荷值,对预测的负荷进行分段(高峰/低谷/腰荷).首先根据预测日的日类型(工作日/休息日),从历史负荷数据库中取最近3天相似日的历史负荷,一天取48点数据(每隔30min取一点数据),每点负荷取3天数据的平均值,作为未来一天48点负荷预测值;然后对预测的48点负荷值再取平均值,X,/~F均值计算上下限(例如±5%),作为一天负荷的腰荷变化值之范围,大于腰荷变化值上限的负荷时间段为高峰负荷时段,在腰荷变化值上下限之间的负荷时间段为腰
