關于混成電力系統及其靜態電壓穩定性研究

國網敖漢旗供電公司 金淑娜

關于混成電力系統及其靜態電壓穩定性研究

國網敖漢旗供電公司 金淑娜

隨著社會的不斷發展，我國電力的規模也在逐漸擴大。傳統的電力系統已經無法滿足人們的需求，主要表現為電壓的穩定性不高、電力技術的使用手段落后等等。針對以上問題，混成電力系統出現，它主要是以“信息處理技術”為主，依靠子系統的構建來完善電力處理方法，以達到靜態電壓穩定的目的。本文從混成系統的定義和特點出發，對靜態電壓的穩定性進行深入研究。

混成電力系統；靜態電壓；穩定性；研究

一、前言

混成系統主要是指以“動態”為主的連續性變量系統與以“離散”為主的事件系統的結合，二者共同形成了電力混成體系。混成電力還涵蓋了許多方面，它集合了科學、數學以及信息技術，對電力進行了整合，使電力工業進入了穩定性發展的階段。

二、混成系統的研究

（一）混成系統的定義與特點

電力混成系統涉及到的內容非常全面，它包括數學中的非線性規劃、工程學中的隨機過程以及邏輯學中的時態理念。正是這種多樣化使得混成系統有著先進性的體現。從一般定義上來講，混成技術就相當于總體系統中的決策部分，它能夠將各子系統聯系起來，并且以離散驅動的方式進行組合。從整體性來講，混成系統是離散事件系統與連續性變動系統的結合。另外，混成系統的特點主要從四個方面表現出來。第一，復雜性。混成系統內部有不同的子系統，各子系統的特點和運行方式也不盡相同。它們都以不同的動態形式呈現出來，并且在不斷的進行變化。其中變量都具有連續性和離散性，無法進行統一的管理。混成系統會定時為子系統發布定向指標，子系統要根據實際的工作量進行調節。因此，時間設定的過程也是不同的。這種動態性與不一性使得混成系統的復雜性得以體現[1]。第二，混合性。從混成系統的名稱中就可以看出，混合型是它的主要特征之一。這種混合表現在不同的方面。首先是信息之間的混合。混成系統能夠將各信息進行統一，在分類設置的情況下予以計算，體現信息處理的精準化。其次，結構上的混和。混成系統下的結構有單一的獨立模型，也有集合性模型。這種多形式的結合使得混成系統處理問題的方式更加快速。第三，交互性。混成系統不是獨立運行的，它與子系統之間有著一定的聯系，能夠在模型建立與運算的過程中進行合作，并保障混成系統的運行質量。第四，實時性。實時性主要體現在時間的設定上。混成系統不是連續性或者是無序化的運動，它有著嚴格的時間要求。設計人員可以根據系統的相關動態進行時間設定，以“任務量”作為主要標準，以結構的緊密性為構建目標，進行實時系統的覆蓋[2]。

（二）混成系統的建模

混成系統的建模方式主要分為兩種，一種是層次型建模，另一種是關系建模。從層次型建模的角度來講，混成系統主要由三個層次進行有機合成。三個層次分別為上層、接口層與底層。上層的任務是以邏輯性語言編碼的形式來對變量進行控制。它可以依照底層的任務量進行有效的分化，利用控制器將每一部分進行統一管理。另外，它還可以分辨出不同指令的要求，利用連續性動態系統將信息進行分析。第二，接口層也相當于混成建模的中心部分。它主要是作為底層與上層之間的信息傳輸紐帶，實現任務的交換。在這一過程之中，接口起到數據轉換的作用，可以實現信息資源之間的共享與信號的傳達。通過信號的處理，可以對混成系統的本質環節進行響應。第三，底層部分。底層部分是整個混成系統建模的有效保障。它能夠根據實際情況對上層任務進行優化，對接口層的信息進行調整。混成系統建模的好處就在于它可以利用現有技術進行集成，在上層直接控制的基礎上，進行結構優化。由最高控制中心進行命令發布。它既可以對這個生產環節進行把控，還能夠在局部區域上進行內容處理，做到信息的最優化。其次，從關系建模的角度來講，它主要是在混成系統的單一模塊處進行分析，在此前提下進行系統的綜合控制。關系建模具有連續性與離散性兩大特點。它能夠在語言編程的基礎上形成自身的系統優勢，利用動態圖將混成模型描述出來，并對操作程序進行定時，將每個離散的小模塊進行整合。最終，利用分析工具將各數據進行組合排列，在連續性時間內進行結果展示[3]。

三、混成電力系統的靜態電壓控制分析

（一）總體控制戰略

混成電力系統的總體控制戰略在于各階層的整合與分布上。以“東北電網混成系統”為例，它采用了階層連續控制的方法。最高處理與指揮層主要以電力系統中的任務調度為主，在數據采集的基礎上進行總體控制。首先，最高指揮系統對每個模塊中心處的數據進行統計，將電力的任務予以擴充。接著設計數據節點，在各節點處安裝監控裝置，根據發電量對電壓狀態以及變電運維過程進行控制。另外，系統每向一個控制節點進行數據傳遞，子系統就會將這一過程記錄，并且以電壓節點為分布體系，對存儲的狀態量進行顯示。這種方式的最大好處在于它能夠確定電壓的合格率，從而實現靜態電壓的穩定性控制。同時，在電壓分布體系中，每節點的電壓都應該達到應有的標準，最高指揮中心會進行時時檢測，查看其安全位置的分布以及動態情況的顯示。指揮系統會將數據進行格式轉換，以圖形的方式表現出來，從而使系統調度人員得到明示。總而言之，最高層的任務是對整體系統進行把控，在形成科學性判斷的基礎上進行事件的處理，將指令進行下達。其次，中心處理決策和操作層。在中心處理決策與操作層，系統的主要任務是進行數據的整合與狀態性評估。在混成系統之中，數據通常以動態的形式呈現出來，連續性發送會則會造成靜態電壓不穩定的情況[4]。

（二）混成電力系統的電壓穩定性方法分析

在混成電力系統的電壓穩定性控制方法中，關鍵節點的選取是非常重要的。試想一下，如果同一電路中所承受的電壓負載量過大，它的穩定性就會相對下降。我們可以根據電壓的整體數值進行關鍵節點的劃分，將整個電網分成不同的電壓控制區域，并且在各區域中設置一個關鍵節點，通過分步制約的方法進行研究。另外，節點的選取非常重要[5]。第一，它要滿足所控制電壓的數值是均等的。第二，混成系統的內部發電廠有勵磁裝置，它可以設定電壓的基本數值，將無功功率進行量向切除，以變換變壓器接頭的方式實現端口的靈活轉換。數據庫內部還有運算處理的功能，它可以根據數據的屬性進行方案規劃，在各類方案有效組合的基礎上形成一種最優控制鏈條，并按照系統的實際要求進行電壓調整，以達到靜態電壓穩定的目的。第三，注意關鍵節點的選取時間。我們一般將時間設定在系統電壓較為穩定，電力載波浮動較小的時刻。這樣能夠準確的反映電壓的變動情況，做出最及時的分析[6]。

四、結論

綜上所述，本文從混成電力系統的定義與特點出發，對系統的方式已經電壓穩定的控制方法進行了分析。從而得出：混成電力系統有著很強的適用性，它能夠在連續性控制的基礎上使電壓達到穩定的狀態，從而為我國電力的安全運行奠定良好基礎。

[1]牛朋超.基于模態分析理論的電力系統電壓穩定性研究[D].西南交通大學,2010.

[2]胡慧艷.考慮靜止無功補償器影響的電力系統電壓穩定性研究[D].廣西大學,2008.

[3]伍新.基于混成控制理論的分布式風力發電友好并網研究[D].長沙理工大學,2013.

[4]李莎.光伏電源友好并網功率接口及混成并網控制研究[D].長沙理工大學,2013.

[5]張曉參.基于混成控制理論的智能配電網自愈控制研究[D].鄭州大學,2015.

[6]盧強,胡偉.混成電力控制系統及其應用[A].中國自動化學會控制理論專業委員會.第二十三屆中國控制會議論文集(下冊）[C].中國自動化學會控制理論專業委員會:,2004:5.

金淑娜（1979—)，女，內蒙古赤峰敖漢人，大學本科，中級工程師，研究方向：電力工程。