一种avc系统的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种可适用于扰动状态下的AVC系统的控制方法，属于电力系统无功 电压自动控制领域。
【背景技术】
[0002] 电力系统运行分析中，电压控制扮演着重要角色。随着科学技术水平的大幅度提 高，越来越多的智能家居用电设备进入千家万户，因而用户侧对电能质量提出了越来越苛 刻的要求。电压质量作为电能质量的重要组成部分，不仅仅关乎用户的用电体验，更是在发 输电网上扮演者输送功率的重任。因此无论从供配电网看还是从发输电网看，电压问题都 是重要课题。
[0003] 随着通信技术在电力系统中应用的日趋成熟，W自动控制体系为框架的电力系统 的控制模式蓬勃发展。其中，自动电压控制系统（Automatic Voltage Control,简称AVC) 因其对电压的有效管理，在电力系统中得到了大规模的推广应用。图1是AVC系统的典型 工作模式，包括AVC主站和AVC子站两层，其中AVC子站又包括本地控制和单元控制。主站 控制主要通过子站收集的数据进行全局优化计算，将结果下发给各个子站，时间一般在分 钟-小时级；子站本地控制主要是厂站的AVC系统对本地数据进行采集分析、上传数据、接 受主站命令并执行操作，时间一般在秒-分钟级；单元控制是指发电厂机组励磁系统的命 令响应过程，时间一般在毫秒-秒级。
[0004] 通过AVC系统各层功能的响应时间可W看出，当系统处于扰动状态下，系统状态 迅速转移，AVC主站无法实现快速下达指令的功能，因此目前AVC的运行规程中要求在系统 发生扰动时，AVC子站要自动退出运行或者进行闭锁控制。也就是说在系统存在扰动时，由 于主站计算速度的限制，AVC系统失去了准确控制的能力。无论从AVC系统本身的控制初 衷来看，还是从电网高效运行的目标来看，该都是限制AVC系统功能的主要约束。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种AVC系统的控制方 法，能够针对电网自动电压控制的各项要求，在扰动状态下实现AVC系统的即时响应与控 审IJ，解决了 AVC系统在扰动状态下的盲区问题，从而全面保证电力系统的电压可控性。
[0006] 本发明采用W下技术方案解决上述技术问题：
[0007] 一种AVC系统的控制方法，其特征在于，步骤如下：
[000引步骤一、对可调的控制变量进行初始变异得到控制变量集，具体方法为：
[0009] 1)选取离散变量中可调水平数最多的变量水平数作为问题水平数N，并将此问题 水平数N定义的优化问题求解次数；
[0010] 2)对于其他离散变量，若变量水平数为N的整数因子，则将该变量所有数值进行 相同整数倍扩展，得到N个水平数据的取值；对于其他水平数的离散变量，在数值的最大值 与最小值之间选取N个等间距数据作为虚拟值；
[0011] 3)对于连续变量，在其数值域上进行N-1等分，获得N个等间距的离散取值；
[0012] 步骤二、根据初始变异后的控制变量集，依照均匀设计方法得到系统N个运行状 态下各控制变量对应的取值；对于步骤一第2)步中第二类离散变量，将此类离散变量的虚 拟值通过近似值等效还原成离散变量实际可调的真实值；逐次计算每个状态下的目标函 数，输出最优解对应的控制变量参数；
[0013] 步骤=、主站根据步骤二得到的控制变量参数将控制命令发送给各个子站，实现 自动电压控制。
[0014] 传统的优化问题中，遍历求解是最为精确的求解方式，但计算规模过于庞大；后来 出现的正交分解思想将问题规模降低到一定程度，但仍存在计算量巨大的问题。而本发明 的优化方法，在计算规模上得到了极大的简化。假设一个问题有3个变量，每个变量水平数 为10,则遍历法需要1000次计算，正交法需要100次计算，本发明仅需10次计算即可得到 满意的结果。
[0015] 相比现有技术，本发明具有W下有益效果：
[0016] 本发明AVC系统的控制方法，通过初始变异将水平数不同的控制变量转换为同一 水平数N的离散变量，并通过该些离散变量形成N个系统状态进行计算，解决了 AVC系统在 电力系统发生扰动时无法快速计算进而必须闭锁的问题。本发明控制方法是W保证系统无 功电压全局优化结果的最优性为前提，大幅度减少了优化计算的次数与规模，提高了计算 效率，从而实现主站与子站及时响应的控制要求。
【附图说明】
[0017] 图1为AVC自动功率控制系统的结构示意图；
[0018] 图2为本发明提出的控制变量初始变异算法流程图；
[0019] 图3为本发明提出的AVC快速计算流程图；
[0020] 图4为【具体实施方式】例的网络接线图。
【具体实施方式】
[0021] 根据IE邸-14节点系统（如图4所示），其电压自动控制共包括两部分：变压器分 抽头控制和发电机机端电压控制。其中1节点发电机作为平衡机，不参与电压控制；4个发 电机机端电压控制变量为连续变量，控制变量为62,63,66,68，调节范围为1.0-1.19.11.;3 台变压器分抽头控制为离散变量，其中T4-7和T4-9的水平数均为17,T5-6的水平数为9。
[0022] T4-7, T4-9变压器的水平数列表为
[0023]
【主权项】
1. 一种AVC系统的控制方法，其特征在于，步骤如下： 步骤一、对可调的控制变量进行初始变异得到控制变量集，具体方法为： 选取离散变量中可调水平数最多的变量水平数作为问题水平数N，并将此问题水平数 N定义的优化问题求解次数； 对于其他离散变量，若变量水平数为N的整数因子，则将该变量所有数值进行相同整 数倍扩展，得到N个水平数据的取值；对于其他水平数的离散变量，在数值的最大值与最小 值之间选取N个等间距数据作为虚拟值； 对于连续变量，在其数值域上进行N-1等分，获得N个等间距的离散取值； 步骤二、根据初始变异后的控制变量集，依照均匀设计方法得到系统N个运行状态下 各控制变量对应的取值；对于步骤一第2)步中第二类离散变量，将此类离散变量的虚拟值 通过近似值等效还原成离散变量实际可调的真实值；逐次计算每个状态下的目标函数，输 出最优解对应的控制变量参数； 步骤=、主站根据步骤二得到的控制变量参数将控制命令发送给各个子站，实现自动 电压控制。
【专利摘要】本发明公开了一种AVC系统的控制方法，步骤如下：对可调的控制变量进行初始变异得到控制变量集，具体方法为：选取离散变量中可调水平数最多的变量水平数作为问题水平数N；对于其他离散变量做相应的变异处理得到作为N个水平数据的取值；根据初始变异后的控制变量集，依照均匀设计方法得到系统N个运行状态下各控制变量对应的取值；逐次计算每个状态下的目标函数，输出最优解对应的控制变量参数；主站根据得到的控制变量参数将控制命令发送给各个子站，实现自动电压控制。本发明控制方法是以保证系统无功电压全局优化结果的最优性为前提，大幅度减少了优化计算的次数与规模，提高了计算效率，从而实现主站与子站及时响应的控制要求。
【IPC分类】H02J3-12
【公开号】CN104638652
【申请号】CN201510079849
【发明人】高山, 刘宇, 诸晓骏, 李炳汝
【申请人】东南大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月13日