基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制

針對目前地區(qū)電網(wǎng)電壓無功控制的現(xiàn)狀，提出了基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制方案，該方案借助地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)或集控站自動(dòng)化系統(tǒng)采集的電網(wǎng)數(shù)據(jù)和遙控遙調(diào)手段，以各個(gè)變電站內(nèi)的有載調(diào)壓分接頭、無功補(bǔ)償設(shè)備和地方小電廠的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流作為控制對象，采用多區(qū)圖控制策略，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)電壓無功優(yōu)化的自動(dòng)控制，可以有效地提高全網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓合格率、降低網(wǎng)損。本文還討論了實(shí)現(xiàn)上的若干技術(shù)問題，包括控制參數(shù)整定、無功調(diào)節(jié)量的大小、地方小電廠如何參與調(diào)節(jié)、長輸電線中的網(wǎng)損影響等，結(jié)合實(shí)例分析了多區(qū)圖控制的控制效果。
　　關(guān)鍵詞：無功優(yōu)化；電壓；EMS
 

Control over Optimization of Voltage and Reactive Power in the Regional Power Network Based on the Multi region Chart Control Strategy

Luo Yi, Tu Guangyu, Jin Yanyun, Ding Li，Wu Jixiang

(Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Hubei Province, China)

　　ABSTRACT: A control scheme for optimization of voltage and reactive power in the regional power network based on the multiregion chart control strategy is proposed to cope with the status quo of the control over voltage and reactive power in the regional power network. Automatic control of the voltage of the entire network and optimization of reactive poser is realized using the power network data gathered by the dispatch automation system of the regional power network or the automatic system of the centralized control station and by means of telecontrol and telemetry and with on-load voltage regulation taps and reactive power compensation installations in all substations and the exciting current of generators in small local power plants as the control objects. The adoption of the multiregion chart control strategy for the automatic control of the optimization of the voltage and reactive power of the entire power network has made it possible to effectively increase the rate of acceptable voltage at all the nodes on the entire power network and reduce network loss. Also discussed are some technical problems in implementation, such as the setting of control parameters, the magnitude of the amount of reactive power regulation, the way small local power plants take part in the regulation, the influence of network loss in long transmission lines. The effect of control with the multiregion chart strategy is discussed with examples. 
　　KEY WORDS: Optimization of Reactive Power；Voltage；EMS

0 引言
　　我國地區(qū)電網(wǎng)經(jīng)過幾年的城農(nóng)網(wǎng)改造后，供電可靠性大大提高，有些地方的供電可靠性已經(jīng)達(dá)到99.9%，基本上可以滿足目前大多數(shù)用戶供電可靠性的要求。在此前提條件下，當(dāng)前地區(qū)電網(wǎng)電壓質(zhì)量（特別是電壓合格率）問題就顯得特別突出，并且越來越受到各級(jí)供電部門的重視。影響地區(qū)電網(wǎng)電壓合格率的因素主要有兩個(gè)方面：一方面是無功電源配置不合理，這可以在地區(qū)電網(wǎng)的電壓無功優(yōu)化計(jì)算的基礎(chǔ)上配以適量的建設(shè)資金逐步解決；另一方面是沒有能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)的電壓無功優(yōu)化協(xié)調(diào)控制。當(dāng)前在地區(qū)電網(wǎng)中很多變電站都裝設(shè)有電壓無功綜合自動(dòng)控制裝置（VQC），只采集變電站內(nèi)部信息，控制目標(biāo)為變電站低壓母線電壓和變電站消耗的無功功率，不能實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制。有些地區(qū)電網(wǎng)EMS中裝設(shè)有電壓無功優(yōu)化計(jì)算軟件，從理論上說計(jì)算結(jié)果可以用于實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制，但由于存在一些難以解決的技術(shù)問題而使應(yīng)用受到限制，這些問題包括收斂性問題、當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)不全或出現(xiàn)局部壞數(shù)據(jù)后計(jì)算失敗、遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的異步性等帶來的較大誤差直接影響控制的效果等。因此，迫切需要提出新的控制原理和控制方法解決地區(qū)電網(wǎng)電壓無功協(xié)調(diào)控制問題，提高地區(qū)電網(wǎng)的電壓合格率。
　　國內(nèi)外很多學(xué)者對此進(jìn)行了眾多研究。例如文獻(xiàn)[1]提出了一種全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化集中自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不是進(jìn)行單純的電網(wǎng)潮流計(jì)算，而是建立符合全網(wǎng)網(wǎng)損盡可能小、電壓合格的優(yōu)化及控制判斷規(guī)則，這些規(guī)則對控制效果的改進(jìn)明顯。文獻(xiàn)[2]提出了一種適用于110kV及以上電網(wǎng)的自動(dòng)電壓控制方法，該方法基于經(jīng)濟(jì)壓差優(yōu)化電壓無功潮流程序，對解決EMS中裝設(shè)的電壓無功優(yōu)化計(jì)算軟件的收斂性問題有一定幫助。
　　本文提出了一種基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制的控制理論和控制方法。利用從EMS或集控站SCADA系統(tǒng)中采集的電網(wǎng)數(shù)據(jù)及地區(qū)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，不須進(jìn)行地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化計(jì)算，通過構(gòu)建的電網(wǎng)多區(qū)圖控制規(guī)則，對各個(gè)變電站進(jìn)行相應(yīng)的控制，能較好地解決地區(qū)電網(wǎng)電壓無功協(xié)調(diào)控制問題。

1　控制原理
1.1 電壓無功控制的基本思路
　　為了理解地區(qū)電網(wǎng)電壓無功多區(qū)圖的控制思想，特定義一些基本概念如下：
　　終端子網(wǎng)：在地區(qū)電網(wǎng)中，電氣上連通的某一電壓等級(jí)的設(shè)備及其配供電的設(shè)備所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)成為終端子網(wǎng)。
　　伴隨終端子網(wǎng)：終端子網(wǎng)加上向終端子網(wǎng)供電的變壓器所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
　　終端子網(wǎng)電壓：終端子網(wǎng)中最高電壓等級(jí)的電壓。 
　　終端子網(wǎng)無功：向終端子網(wǎng)供電的變壓器上流通的無功功率。
　　終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束：在終端子網(wǎng)中調(diào)節(jié)無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，應(yīng)該保證終端子網(wǎng)無功在給定的范圍內(nèi)變化，該限制條件稱為終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束。
　　地區(qū)電網(wǎng)電壓無功控制的總原則是在保證電壓合格的前提條件下，使電網(wǎng)網(wǎng)損達(dá)到最小。為了使電網(wǎng)網(wǎng)損達(dá)到最小，應(yīng)盡可能減小電網(wǎng)中傳輸?shù)臒o功功率，并適當(dāng)?shù)靥岣唠娋W(wǎng)運(yùn)行電壓。因此若各級(jí)終端子網(wǎng)內(nèi)部的無功功率能盡可能平衡，就可以達(dá)到網(wǎng)損最小的目標(biāo)。但是，要求每一級(jí)終端子網(wǎng)的無功功率都能就地平衡是不可能的，也是沒有必要的，這樣必須裝設(shè)很多無功補(bǔ)償設(shè)備，經(jīng)濟(jì)上也不合理。
　　實(shí)際上，對城區(qū)電網(wǎng)而言，終端子網(wǎng)覆蓋的地域范圍很小，線路損耗一般可以忽略不計(jì)，網(wǎng)損主要來自降壓變壓器，只要降低流過變壓器的無功功率至最小值即可達(dá)到網(wǎng)損最小的目標(biāo)。這樣，就要求同一電壓等級(jí)電網(wǎng)中的無功功率能夠平衡，而同一電壓等級(jí)電網(wǎng)中各個(gè)變電站的無功功率可以相互傳輸，不會(huì)造成太大的網(wǎng)損，電壓也比較容易滿足要求。
　　對農(nóng)村電網(wǎng)而言，各級(jí)終端子網(wǎng)覆蓋的地域范圍差別較大，輸電線路的線徑選擇也不盡相同，很多情況下必須考慮輸電線路損耗的影響。因此，不僅要考慮降低流過變壓器的無功功率至最小值，而且當(dāng)局部無功負(fù)荷較大時(shí)，同一電壓等級(jí)電網(wǎng)中各個(gè)變電站的無功功率的相互支援應(yīng)該按照電氣距離最小的原則實(shí)現(xiàn)，即在潮流允許的條件下，距無功負(fù)荷電氣距離小的無功補(bǔ)償設(shè)備優(yōu)先投切或調(diào)整。這樣才能保證整個(gè)網(wǎng)損最小。這一原則當(dāng)然也可以用于城區(qū)電網(wǎng)，只是效果不太明顯，除非系統(tǒng)中存在限流電抗器等大電抗設(shè)備。
　　改變各個(gè)變電站的有載調(diào)壓變壓器分接頭，可以改變該變壓器中低壓側(cè)終端子網(wǎng)的電壓，進(jìn)而改變電網(wǎng)的無功功率。一般降低有載調(diào)壓變壓器分接頭可以提高變壓器中低壓側(cè)終端子網(wǎng)的電壓，使無功負(fù)荷增大；調(diào)高有載調(diào)壓變壓器分接頭可以降低變壓器中低壓側(cè)終端子網(wǎng)的電壓，使無功負(fù)荷減少。但有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)整次數(shù)不能太頻繁，應(yīng)該有限制地調(diào)整。當(dāng)終端子網(wǎng)無功不足時(shí)，終端子網(wǎng)中各點(diǎn)的電壓普遍偏低，不允許局部采用降低有載調(diào)壓變壓器分接頭的辦法抬高電壓，這樣會(huì)引起整個(gè)電網(wǎng)的無功缺額更大，必須先補(bǔ)償無功，此時(shí)，可以先投入運(yùn)行電壓較低和無功有缺額的變電站的電容器組，或切除運(yùn)行電壓較低和無功有缺額的變電站的電抗器，再增大發(fā)電廠的無功出力。當(dāng)終端子網(wǎng)無功過剩時(shí)，終端子網(wǎng)中各點(diǎn)的電壓普遍偏高，一般應(yīng)降低無功出力，此時(shí)，可以先切除運(yùn)行電壓較高和無功有剩余的變電站的電容器組，或投入運(yùn)行電壓較高和無功有剩余的變電站的電抗器，再降低發(fā)電廠的無功出力。
　　如果要投切某一級(jí)終端子網(wǎng)內(nèi)的無功補(bǔ)償設(shè)備，必須先檢查其伴隨終端子網(wǎng)無功是否會(huì)越限。只有當(dāng)伴隨終端子網(wǎng)無功不發(fā)生越限時(shí)才能進(jìn)行操作。
1.2 多區(qū)圖控制策略
　　從電網(wǎng)運(yùn)行的角度講，電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓和無功都應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，即電壓和無功都有上下限要求。若計(jì)UH、UL、QH、QL為電壓上限、電壓下限、無功上限、無功下限，用橫坐標(biāo)表示終端子網(wǎng)的無功，縱坐標(biāo)表示終端子網(wǎng)的電壓，則得到圖1所示的多區(qū)圖。

　　每個(gè)區(qū)域的控制策略如下： 
　　區(qū)域1——電壓越上限，無功合格。調(diào)節(jié)分接頭降壓，但受三繞組變壓器的低壓側(cè)電壓限制閉鎖。
　　區(qū)域2——先調(diào)節(jié)分接頭降壓，若無功仍越下限，則在終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下投入電容器。
　　區(qū)域3——在終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下投入電容器。
　　區(qū)域4——先在終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下投入電容器，若電壓仍越下限，調(diào)節(jié)分接頭升壓。
　　區(qū)域5——調(diào)節(jié)分接頭升壓，但受三繞組變壓器的低壓側(cè)電壓限制閉鎖。
　　區(qū)域6——先調(diào)節(jié)分接頭升壓，若無功仍越上限，則在終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下切除電容器。
　　區(qū)域7——在終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下切除電容器。
　　區(qū)域8——先在終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下切除電容器，若電壓仍越上限，則調(diào)節(jié)分接頭降壓。
　　 3S、7S兩區(qū)為防振區(qū)，一般不加控制。區(qū)域0的電壓無功均合格。
　　上述策略中“在終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下”的含義是：只有在滿足終端子網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束的情況下才允許調(diào)節(jié)操作，否則，不允許調(diào)節(jié)操作。“受三繞組變壓器的低壓側(cè)電壓限制閉鎖” 的含義是：如果操作會(huì)引起三繞組變壓器的低壓側(cè)電壓越限，則閉鎖該操作。
1.3 多區(qū)圖控制過程
　　多區(qū)圖的控制過程如圖2所示。

　　每個(gè)調(diào)節(jié)周期分為兩個(gè)階段：
　　首先，判斷地區(qū)電網(wǎng)的整體無功水平。若無功過剩或不足，則在地區(qū)電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)約束下調(diào)節(jié)地區(qū)電網(wǎng)無功，使之處于合格范圍或當(dāng)無調(diào)節(jié)手段時(shí)停止第一階段調(diào)節(jié)。第一階段調(diào)節(jié)是電網(wǎng)電壓無功協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)，如果取消第一階段調(diào)節(jié)，可能由于無功過?；虿蛔阍斐烧{(diào)節(jié)振蕩或調(diào)節(jié)次數(shù)過多。在實(shí)際的控制過程中，可以考慮對前二三級(jí)終端子網(wǎng)先作終端子網(wǎng)無功平衡調(diào)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生更好效果。
　　然后，按照多區(qū)圖控制策略對各級(jí)終端子網(wǎng)進(jìn)行控制。一般應(yīng)先控制上一級(jí)的終端子網(wǎng)，再控制下一級(jí)終端子網(wǎng)，即按電壓等級(jí)從高到低控制。為了加速控制過程，可以相互獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)終端子網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行控制，并統(tǒng)一判斷無功調(diào)節(jié)約束條件。
1.4控制參數(shù)整定
　　控制參數(shù)可以通過三種方法進(jìn)行整定：
　　方法1：時(shí)段整定法。先根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)和電網(wǎng)的運(yùn)行要求計(jì)算出各個(gè)時(shí)段各級(jí)終端子網(wǎng)的電壓和無功的要求范圍，用此要求范圍整定各個(gè)時(shí)段的多區(qū)圖。一般時(shí)段的步長以分鐘計(jì)，間隔可以人為設(shè)定。此方法相當(dāng)于給出了一段時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的電壓曲線和無功曲線，其優(yōu)點(diǎn)是使用簡單，整定容易；其缺點(diǎn)是當(dāng)負(fù)荷變化是很難作到無功最優(yōu)。
　　方法2：負(fù)荷整定法。負(fù)荷整定法是整定各級(jí)終端子網(wǎng)在不同負(fù)荷下的電壓和無功的要求范圍的方法，整定數(shù)據(jù)一般用多維鏈表給出，在線進(jìn)行負(fù)荷匹配。此方法要求事先進(jìn)行無功優(yōu)化計(jì)算，并且得到多維鏈表需要較長計(jì)算時(shí)間。當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生變化后，將帶來一定的誤差。
　　方法3：在線整定法。在線整定法是一種準(zhǔn)實(shí)時(shí)整定方法，當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式、系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化后，或者每一個(gè)整定的時(shí)間后（一般為分鐘級(jí)），自動(dòng)進(jìn)行無功優(yōu)化計(jì)算，并用計(jì)算結(jié)果調(diào)整多區(qū)圖的參數(shù)，特別是無功上下限，此時(shí)無功上下限可以整定為最優(yōu)無功值附近的一個(gè)調(diào)節(jié)偏差量。即：
　
式中：Q優(yōu)為無功優(yōu)化計(jì)算出的最優(yōu)無功值；△Q為無功補(bǔ)償時(shí)的最大調(diào)節(jié)誤差；εQ為調(diào)節(jié)裕量，εQ >0，εQ整定的越小，調(diào)節(jié)越頻繁，調(diào)節(jié)也越能跟蹤最優(yōu)無功值。可見在線整定法的調(diào)節(jié)性能最好。但必須選擇收斂性和計(jì)算速度都較好的無功優(yōu)化算法，如經(jīng)濟(jì)壓差方法等。Q優(yōu)的計(jì)算也可能因系統(tǒng)數(shù)據(jù)不全或出現(xiàn)局部壞數(shù)據(jù)而失敗，也可能在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化過程中由于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的異步性等帶來的較大誤差，實(shí)際使用中應(yīng)該判斷Q優(yōu)的合理性。一種可行的方法是將方法2與方法3結(jié)合起來，如果Q優(yōu)在方法2整定的范圍內(nèi)，則采用方法3的整定數(shù)值，否則，采用方法2的整定數(shù)值，這是以犧牲控制計(jì)算機(jī)內(nèi)存為代價(jià)的。
1.5 幾個(gè)特殊問題
　　在地區(qū)電網(wǎng)電壓無功多區(qū)圖優(yōu)化控制中存在一些必須考慮的特殊問題，主要是：
　?、?當(dāng)電壓不合格時(shí)一次應(yīng)該調(diào)整多大無功量？一種方法是靈敏度分析法，先離線計(jì)算出各種典型運(yùn)行方式時(shí)幾種典型負(fù)荷下的無功－電壓靈敏度數(shù)值，控制過程中匹配最接近的運(yùn)行方式和最接近的負(fù)荷來選擇應(yīng)該調(diào)整的無功量。另一種方法是具有自學(xué)習(xí)功能的專家系統(tǒng)法，在控制工程中自動(dòng)生成各種運(yùn)行方式時(shí)各個(gè)階段性負(fù)荷時(shí)每投切單位無功容量所影響的電壓值（初值也可以采用靈敏度分析法得到），并在控制過程中不停地矯正這些數(shù)值。
　?、?充分利用地方小電廠參與調(diào)節(jié)。很多地區(qū)電網(wǎng)都存在小水電廠，其中有些小水電廠具有無功調(diào)節(jié)能力。小水電機(jī)組參與調(diào)節(jié)受到的限制很多，主要是機(jī)端電壓和功率極限圖的限制，但小水電機(jī)組具有平滑調(diào)節(jié)無功功率的能力，并且由于調(diào)節(jié)造成的運(yùn)行費(fèi)用大大低于投切電容器、電抗器造成的開關(guān)檢修費(fèi)用。因此，在無功平衡調(diào)節(jié)過程中，應(yīng)該盡可能利用地方小水電廠的調(diào)節(jié)能力。
　?、?大阻抗元件和重負(fù)荷線路的影響及修正。大阻抗元件和重負(fù)荷線路將造成較大的電壓和功率損耗，調(diào)節(jié)過程中應(yīng)該限制其傳輸?shù)臒o功功率大小。可以按照1.1所述原理根據(jù)電氣距離的遠(yuǎn)近確定無功補(bǔ)償設(shè)備的投切方法。
　?、?如果某變電站無功不足或電壓偏低，但該變電站已經(jīng)沒有調(diào)節(jié)手段時(shí)，此時(shí)可以考慮同一終端子網(wǎng)內(nèi)其它變電站或電廠支援無功；同理，如果某變電站無功過?；螂妷浩?，但該變電站已經(jīng)沒有調(diào)節(jié)手段時(shí)，此時(shí)可以考慮同一終端子網(wǎng)內(nèi)其它變電站或電廠少發(fā)無功。此時(shí)，應(yīng)優(yōu)先保證電壓合格。

2 控制效果分析
　　 相比于在多個(gè)變電站裝設(shè)電壓無功綜合自動(dòng)控制裝置（VQC）的控制方式而言，基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)的電壓無功協(xié)調(diào)控制，使無功可以達(dá)到或接近最優(yōu)，降低了網(wǎng)損，避免了各個(gè)變電站之間可能的調(diào)節(jié)振蕩，對保證電壓合格率具有重要作用。
　　相比于基于EMS中電壓無功計(jì)算軟件的控制方案而言，基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制從根本上解決了計(jì)算軟件不收斂、電網(wǎng)異步數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)不全或局部壞數(shù)據(jù)造成的不可控的影響，實(shí)用性大大增強(qiáng)。但每當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生變化和負(fù)荷發(fā)生大的變化時(shí)，控制過程不是一次完成的，而是有一個(gè)調(diào)節(jié)周期存在，控制過程要比采用基于EMS中電壓無功計(jì)算軟件的控制方案時(shí)長一些。
　　由于遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)自身的原因，地區(qū)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有異步性，電網(wǎng)同一時(shí)刻的數(shù)據(jù)傳到主站的時(shí)間差可能達(dá)到幾秒鐘，高級(jí)計(jì)算軟件可能因此出現(xiàn)很大的誤差，甚至不收斂。但采用多區(qū)圖控制時(shí)，終端子網(wǎng)無功檢測的是某一個(gè)點(diǎn)的無功值，終端子網(wǎng)電壓檢測的是某一個(gè)或極少數(shù)幾個(gè)點(diǎn)的電壓，若出現(xiàn)異步數(shù)據(jù)偏差較大，將會(huì)通過延時(shí)再檢測來確認(rèn)，異步數(shù)據(jù)影響的是調(diào)節(jié)的誤差，且這一調(diào)節(jié)誤差影響將因?yàn)殡娙萜魅萘恐档碾x散性而明顯減弱。
　　如果電網(wǎng)數(shù)據(jù)不全，基于EMS中電壓無功計(jì)算軟件的控制方案由于電壓無功計(jì)算軟件往往無法計(jì)算而無法正確控制，但采用多區(qū)圖控制仍可以達(dá)到電網(wǎng)大部分區(qū)域協(xié)調(diào)控制的目標(biāo)。數(shù)據(jù)不全的局部區(qū)域?qū)?huì)因?yàn)槠渌诘慕K端子網(wǎng)的控制而改善電壓。
　　如果出現(xiàn)局部壞數(shù)據(jù)，采用基于EMS中電壓無功計(jì)算軟件的控制將出錯(cuò)，采用多區(qū)圖控制時(shí)若第一輪控制的反饋數(shù)據(jù)不對，將引起控制閉鎖，從第二輪控制開始等同于電網(wǎng)數(shù)據(jù)不全時(shí)的控制。

3 實(shí)例分析
　　圖3為某地區(qū)電網(wǎng)局部簡圖。圖中的變電站和水電廠都已經(jīng)重新編號(hào)。

　　對于110kV所在的終端子網(wǎng)，若110kV各母線電壓偏低或越下限，且變電站1和2的無功功率接近上限或越上限，則可以判斷110kV所在的終端子網(wǎng)無功不足，需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。此時(shí)，可以先檢查變電站3、5、6是否有變電站處于4區(qū)運(yùn)行，若有，在相應(yīng)變電站低壓母線電壓從越下限恢復(fù)正常和變電站4的無功功率不倒送的前提下，估算應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒o功容量，并選擇電容器組投入。若仍不能使變電站1和2的無功功率恢復(fù)正常，則適當(dāng)增大水電廠1的勵(lì)磁電流，直到變電站1和2的無功功率恢復(fù)正?；蛩姀S1的勵(lì)磁電流不能再增加為止。同理，若35kV所在的終端子網(wǎng)無功不足，需要進(jìn)行無功補(bǔ)償，可以在變電站5、6和水電廠2進(jìn)行調(diào)節(jié)補(bǔ)償。
　　完成電網(wǎng)的無功平衡控制后，就可以利用多區(qū)圖控制策略進(jìn)行控制。調(diào)節(jié)的順序是：首先變電站1、2同時(shí)調(diào)節(jié)；其次變電站3、4同時(shí)調(diào)節(jié)；再次變電站5、6同時(shí)調(diào)節(jié)。
　　若變電站5沒有調(diào)節(jié)手段后，可以調(diào)節(jié)水電廠2或變電站6的無功功率實(shí)現(xiàn)同級(jí)電網(wǎng)的無功相互支援，并優(yōu)先保證電壓。

4 結(jié)論
　　基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制具有如下特點(diǎn)：
　?、?借助地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)或集控站自動(dòng)化系統(tǒng)采集的電網(wǎng)數(shù)據(jù)和遙控遙調(diào)手段，以各個(gè)變電站內(nèi)的有載調(diào)壓分接頭、無功補(bǔ)償設(shè)備和地方小電廠的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流作為控制對象，采用多區(qū)圖控制策略，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)電壓無功優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制，可以有效地提高全網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓合格率、降低網(wǎng)損。
　?、?由于不進(jìn)行電壓無功優(yōu)化計(jì)算，不存在軟件不收斂問題，可以適應(yīng)地區(qū)電網(wǎng)的異步數(shù)據(jù)，當(dāng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)不全或出現(xiàn)局部壞數(shù)據(jù)時(shí)，仍可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)大部分區(qū)域協(xié)調(diào)控制，實(shí)用性大大增強(qiáng)。
　　基于多區(qū)圖控制策略的地區(qū)電網(wǎng)電壓無功優(yōu)化控制方法適合于110kV及以下電網(wǎng)電壓無功控制。