改進電網電壓無功優化綜合管理系統分析

摘 要：文章基于電網電壓無功優化綜合管理系統的改進，主要對多Agent在電壓無功優化綜合管理系統的應用進行了分析闡述。

關鍵詞：電網；電壓無功優化；綜合管理系統；多Agent

1 引言

無功電壓的控制與管理是通過對于整個電力系統來進行分層次，并且對于各自的管理范圍進行分析，從而使得其能夠對于無功電壓進行優化，提高電力運行的效率，最終使得電力企業和企業都能夠降低成本獲得最高的經濟效益。

2 改進電網電壓無功優化綜合管理系統的內容設計

改進電網電壓無功優化綜合管理系統的內容如下：

電壓無功運行分析——在電網中，于無功電壓進行有效的分析和計算，對于其電壓的質量進行采樣分析，通過研究和計算從而能夠采取相應的方式來改善。

負荷點電壓無功運行情況分析——對于用戶設備進行有功，無功，功率，電壓，損耗等的各個方面的有效分析，從而將相關的建議提出。在對于10千伏的電網所供給的用戶設備的有功，無功，功率，電壓，損耗等進行有效的分析，從而對于其中各個因素進行有效的建議，使得整個電網都能夠在最佳的狀態進行運行。

負荷點無功補償效益分析——通過選定變壓器的低壓側并聯電容器的投切記錄來對于其無功電壓進行有效的分析，從而對于無功電壓控制后，各個點因素的改善情況進行有效的分析，綜合來決定其控制的情況。

饋線電壓無功運行情況分析——通過對于電網的各個終端設備的運行情況，損耗情況，電壓穩定情況等的分析，對于各個設備都給予改善的因素，從而使得整條線路的運行狀態最大化改善。

3 電網電壓無功優化綜合管理系統-多Agent控制

電力系統在其正常運作的過程中，對于無功電壓的控制應該從整個電力系統中來進行分析，從而使得整個系統中的無功電壓都能夠合理分布，最大程度上降低對于線路的損耗。下面對當前電網電壓無功優化綜合管理系統改進發展中多Agent系統進行分析。

3.1 組織架構

組織架構應該按照上，中，下三個層次的控制方法，通過對于無功電壓控制的時間，空間，目標等的多個視角來對于無功電壓進行控制，這是對于電力系統無功電壓控制的最為基本的思路。電力系統中，對于無功電壓的控制應該是一種多層次的，大規模的整體優化的方式。在正常工況下，對于Agent技術的引入是基于Agent的智能化和其自身獨有的優勢的利用。

在引入Agent系統而對于無功電壓進行控制，是使得上中下三層的控制系統和控制裝置都作為能夠智能對于無功電壓進行主動控制的Agent，從而在整個電力系統中作為一個整體的網絡而存在，各個系統或者裝置都能夠根據各自所處的環境的變化以及其所擁有的自身條件來進行指令的發出或者智能的調節，并且各個裝置或者調節系統都帶有一定的聯動性，能夠通過組織級Agent來對于各個協調級Agent進行協調，并且各個Agent之間也能夠共享組織級Agent所帶來的信息，并且各個Agent都能夠和同級Agent進行其問題的處理反饋。整個過程可以用圖1來進行表示。

3.2 Agent基本功能和任務

結合無功電壓控制物理實際，細化其中各個Agent基本功能和任務。

3.2.1 執行級Agent

執行級Agent是指處于組織架構最底層的控制級的裝置。（1）以秒級為采樣周期，對于各個Agent裝置所控制的線路的電壓進行數據分析，從而使得其能夠自行對無功電壓進行控制；以分秒為采樣周期，對于控制裝置所發生的事件進行數據的分析，例如：對于發電機的母線電壓，對于發電機的無功電壓等。對于本次測試的關鍵位置母線電壓也從其執行Agent中進行數據的獲取，并逐級進行反饋。以小時為采樣周期，對于控制裝置范圍內的其他信息進行收集，并將數據進行逐級反饋。（2）按照秒級對于線路電壓進行檢測，當電壓的變化幅度超過控制裝置的控制水平時，通過執行級對于該線路的無功電壓進行控制，來調節線路無功電壓的穩定性，使得線路的電壓能夠和平時進行溫和，并且由執行級Agent將控制信息上傳到協調級Agent。（3）執行級對于協調級別的Agent以分鐘為單位發出的電壓控制值進行電壓的調整，但是協調級Agent對于其值的確定需要建模分析等，往往有著不合理的性質，所以執行級的Agent可以通過其自身的智能性質來對于協調級進行電壓調整的信息反饋，從而在得到確認以后對于電壓進行調整。（4）為了對于執行級Agent的智能性進行更為有力的創建，通過對于其進行電壓調整的范例的植入，從而使得其可以在特殊情況下對于電壓進行直接的調整，從而對于協調級Agent發布指令的延時性或者其他的特征進行有效的規避。。

3.2.2 組織級Agent

組織級Agent包括兩大子Agem模塊，一是“區域劃分”子Agent模塊；二是“全局優化控制”子Agent模塊。在電網系統的運行中，由于各種各樣的問題可能導致電網的運行發生各種不同情況的變化，在此時，無功電壓控制系統中的耦合性也發生變化，從而必須要對于其控制進行其他方面的協調，對于控制區域的有效劃分能夠使得協調級別的Agent能夠進行更為高效的控制，區域劃分子Agent模塊一般具有以下的功能和基本的作用：（1）接受執行級Agent以小時為周期上傳的系統工況信息；接受表征拓撲結構改變的開關開/合信號量。（2）建立劃分控制區域的數學模型，并采用合理的算法求解。（3）將劃分后的控制區域邊界信息以及每個區域的指定中樞母線下傳給協調級Agent，同時，也將每個區域的中樞母線信息傳遞給組織級全局優化控制子Agent模塊。（4）與組織級全局優化控制子Agent模塊、執行級Agent、協調級Agent進行通信。

全局優化控制子Agent模塊從全局角度建立優化模型，求解得到優化控制策略解并下發，其基本任務和功能包括：（1）接受執行級Agent以小時為周期上傳的系統工況信息，如節點功率、電壓等。（2）建立全局優化控制模型，并采用合理算法求解，建模與求解周期為小時級。（3）將求解得到的各區域中樞母線最優設定值、控制裝置所在母線電壓及中樞母線電壓對于執行級控制變量的靈敏度下發至協調級Agent，下發周期為小時級。（4）與組織級的區域劃分子Agent模塊、執行級Agent、協調級Agent進行通信。

3.2.3 協調級Agent

協調級Agent協調某控制區域的多個執行級Agent，實現區域級優化控制目標，其基本任務和功能包括：1）根據組織級Agent下發的區域邊界信息來確定本協調級Agent應管轄的區域，并明確屬于本區域的執行級Agent。2）協調級Agent通過對于組織級Agent以小時為單位對于信息發送的接受，如對于關鍵線路的值的設定，對于各種控制器的信息靈敏度的設定等；并且協調級Agent通過對于執行級Agent的以分鐘為單位的信息的上傳的接受，如對于其控制范圍內的線路電壓控制的當前狀況，無功電壓的狀況等，控制區域內關鍵線路中的電壓的時值等的信息的上傳。3）建立區域級優化控制模型，并采用合理算法求解，建模與求解周期為分鐘級。4）將各執行級控制量的最優設定值下發至各執行級Agent，下發周期為分鐘級。5）與組織級Agent、執行級Agent進行通信。

參考文獻

[1]吳強.區域電網電壓無功優化控制系統的開發與應用[J].現代電力，2003，Z1：54-58.

[2]倪建明.區域電網電壓無功優化系統對電網的影響[J].廣東科技，2009，16：177-178.

作者簡介：孫培良（1975，3-）男，漢族，山東即墨人，任職于龍煤礦業集團股份有限公司雞西分公司榮華一礦通風區助理工程師，研究方向：電氣工程及自動化。