优化交直流电网电压的目标

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：高压交直流混合电网的电压控制策略可以表示为如下的优化问题，目标函数是一个多变量二次函数。目标函数综合考虑1 000 kV节点电压水平、500 kV节点电压水平、与直流系统相关联的交流节点电压水平、1 000 kV和500 kV网架无功交换容量、系统的发电机无功储备等。

交直流混合电网的电压控制目标是维持区域内一组关键节点的电压为设定值，并使预先确定的一组关键节点的电压偏差最小，同时保证控制区内的控制设备尽可能保持较多的无功储备。以优化区域包括1 000 kV交流网架、500 kV交流网架和直流输电系统为例。高压交直流混合电网的电压控制策略可以表示为如下的优化问题，目标函数是一个多变量二次函数。

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式中，U1 000代表1 000 kV观测节点集合；U500代表500 kV观测节点集合；UDC代表直流换流节点集合；ΔS代表特高压升压变压器无功交换容量；ΔQG为发电机节点无功控制容量；α1、α2、α3、β、γ为多目标函数中的比例系数。目标函数综合考虑1 000 kV节点电压水平、500 kV节点电压水平、与直流系统相关联的交流节点电压水平、1 000 kV和500 kV网架无功交换容量、系统的发电机无功储备等。

该目标函数体现的是三个不同优先级的控制目标的一个折中，即通过引入级电压控制信号，维持电压控制区内无功观测节点的电压；调整控制机组输出的无功功率，使电压控制区内尽可能维持较多的无功储备；同时，使不同电压等级的网络间无功分层平衡，减少无功交换。

控制变量分为两类，一类是可以连续调节的无功容量，本书中，考虑到特高压规划暂时还没有调相机和动态无功补偿装置，仅考虑500 kV层面的发电机无功调节容量；另一类变量是离散调节变量，按装置实际容量进行投切，包括1 000 kV和500 kV电网高抗和低抗、低容。

考虑到电网运行的实际情况，变压器分接头在规划阶段确定，因此在运行过程中，不考虑变压器分接头的调节。在实际控制中，主要遵循以发电机为主，其他控制设备为辅的原则，如果仅靠发电机控制不能很好地达到目标，则考虑其他控制设备[12]。

优化交直流电网电压的目标

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