探討多站點無功補償裝置的多目標協調控制

汪宇，王娜，岳云鵬

（國網渭南供電公司，陜西渭南714000）

探討多站點無功補償裝置的多目標協調控制

汪宇，王娜，岳云鵬

（國網渭南供電公司，陜西渭南714000）

合理的配置以及控制無功補償裝置能為輸電系統進行遠距離的輸電提供強勁的電壓支撐。無功補償裝置是依照調度中心所輸出的電壓指令來進行相應的控制，其控制方式非常簡單。而在實際的系統運行中，其無功補償裝置的損耗還是比較大。

無功補償裝置；多目標；協調控制

1 無功補償裝置的特性分析

在500kV的變電站當中將低容、低抗裝置以及SVC設置進去，將實際系統當中的DUS站來舉例，其站內的無功裝置中有2組低壓電抗器以及電容器，SVC裝置1臺。依照IEEE的無功裝置中對損耗的計算標準，應用DUS站實際的裝置數據，將SVC裝置的損耗以及DUS站內的低抗損耗進行對比。根據對比可以看出，SVC裝置當中的損耗明顯與低抗/低容的損耗要大，特別是在進行感性無功的輸出時，SVC裝置當中的損耗在一定程度上比抵抗器當中的損耗要高。如果能把SVC與低抗、低容裝置聯合起來進行控制，再通過對低抗、低容裝置進行投切，以此使得SVC的工作是在一個低損耗的狀態當中進行，在一定程度上能使電壓補償以及無功補償裝置損耗的降低同時滿足。

2 無功補償裝置中的互相影響

因為在站及站之間還有無功交互作用存在，而單獨的進行補償容易造成過度補償的問題出現，對無功裝置當中動作的策略有所影響。表1中提出兩個站當中單獨進行補償以及協調進行補償方式的無功需求。

從表1中可以看出，兩個站在單獨進行補償的時候，依照電壓的偏差GUIL站以及DUS站要分別補償116.48Mvar、41.68Mvar無功。在實際的系統當中，GUOL站與DUS站當中的無功靈敏度是0.0074kV/Mvar，其兩站當中的無功補償也有一定互相支撐的作用存在，GUIL站以及DUS站僅需要分別補償110.81以及15.35無功就能將調壓有效的實現。在電壓偏差越大的時候，其無功補償裝置中的相互作用也越發明顯，所以對2個站當中的無功協調控制進行考慮是非常有必要的。

變電站DUS GUIL電壓偏差△U/pu 0.0028 0.0068單獨補償△Q/Mvar 41.68 116.48協調補償△Q/Mvar 15.35 110.81

3 多目標無功協調控制中的NSGA-11算法

3.1 NSGA-11算法

NSGA-11算法是一種多目標的精英算法，不用將目標的偏好信息進行設置，通過個體中錦標賽以及等級分層的選擇，在一定次數的遺傳之后就能有大概率的搜索，以此獲取到Paerto全局最優的解集，還能將優秀的策略以及擁擠距離的指標等引入進來，以此確保其分布性與質量能深入的了解。多目標優化當中，對每一代的解集都是進行非支配排序方式，以此獲得多層的子解集，其第一層中的子解集是非支配解集，將其設定等級1，而第二層的子解集是第一層子解集所進行支配的，所以等級是2，以此進行推斷。要想確保Paerto最優的解集當中有很好的分布性，NSGA-11算法針對每個解都進行了擁擠距離指標的分配，這個指標中表示這個解與其他解最佳的平均距離，其擁擠的距離越大在一定程度上也表明這個解所在的區域中越“稀疏”。NSGA-11算法在迭代的過程當中是應用的精英策略，這個精英策略對迭代當中最優秀的解在下一代的解集中能順利遺傳提供保障，在其篩選的過程中，其解的等級越小，就會被當作是非常優秀的，等級一樣的解中其擁擠的距離大就是最優秀的。

3.2 NSGA-11算法實現

在無功協調控制當中的控制變量包括連續變量以及離散變量。其連續變量中有SVC裝置當中TCR的觸發角，而離散變量當中有SVC裝置中濾波器的投切數量、低壓電抗器以及低壓電容器等。所以NSGA-11算法針對于連續與離散變量分開采取二進制和實數的編碼。在本文中無功協調控制只針對與站內無功補償裝置，不會對發電機極端電壓當中的調節進行有效設計，所以發電機無功處理的上下限約束也能不予以考慮。在其不等式的約束中只對協調控制中的節點電壓的約束進行考慮。在其實際的運行當中依照上級調度中心所下發的電壓參數據，在允許的范圍中閑置節點的電壓波動。

4 結語

綜上所述，協調控制中對NSGA-11算法的改進能因此得到非常好的Paerto最佳的解集，并且在其解集中的控制策略與單獨補償對比，能將無功裝置中的節點電壓總偏差以及總耗損有效的降低，在一定程度上也驗證了在實際的電網協調控制中無功聯合控制系統絕對的實用性。經過相關數據的研究表明，NSGA-11算法能在多站多目標的無功協調控制問題中可以非常有效的求出解法。

［1］董萍，徐良德，劉明波.多站點無功補償裝置的多目標協調控制［J］.中國電機工程學報，2014，（04）：587-595.

［2］段國泉，戚慶茹，吳軍，等.基于改進最優覆蓋法的智能變電站無功優化配置［J］.電力建設，2014，（07）：20-25.

Multi Objective Coordinated Control of Multi Site Reactive Power Compensation Device

WANGYu,WANGNa,YUE Yun-peng
(Weinan Power SupplyCompany,SGCC,Weinan 714000,China)

Reasonable configuration and control of reactive power compensation device can provide a strong voltage support for the transmission systemofthe transmission system.The reactive power compensation device is controlled accordingtothe voltage instruction raised by the dispatch center.The control method is very simple.In the actual system operation,the loss of the reactive power compensation device is still relatively large.

Reactive power compensation device;Multi objective;Coordinated control

TM761

A

1674-8646（2015）10-0016-02

2015-06-12