地区电力网运行闭环自动控制系统的研究与实现

论文摘要

当今，随着电力技术，计算机技术，检测技术，控制自动化技术的发展，全方位的自动化和现代化成为电力技术发展的主题。电网闭环自动控制系统正是基于这种需要应运而生，有关技术逐步发展成熟，更使电网的高级自动化控制成为可能。经济效益已成为经营策略的中心，尤其处与改革与改制重要关头的电力企业，必须进一步提高经济效益。电网闭环自动控制系统可有效提高整个电网的安全水平，优化系统运行方式减少网损，减少事故，进一步提高电网运营的经济效益。为此，本文根据濮阳电网的特点及现场应用要求，提出了以保证电网实时运行的电压质量和降低网络损耗(包括变压器经济运行)为目标，以变压器分接头和电容器在一天内的总操作次数为约束的电网闭环自动控制系统。系统闭环自动控制成功的关键环节是无功电压优化控制，通过适当的投切电容器和改变带负荷调压变压器分接头的档位等经济运行措施，可以使系统在综合考虑电压要求、运行方式、设备可靠性等众多因素的情况下使全网的有功损耗最小，从而降低网络运行费用，提高供电质量。为此，本文导出配电系统的无功优化模型，并将该数学模型简化为一个二次规划问题，证明了它可以应用Lemke的线性互补规划算法在有限步内求得最优解。并在此基础上加入了启发式的方法。本文同时建立了基于支持向量机(SVM)在线学习的短期负荷预测模型。在充分利用SVM解的稀疏性并结合KKT条件的基础上，以递增和递减算法可直接得到新的回归函数而无需重新训练，从而提高了一般SVM方法进行负荷预测的计算速度。实际系统的运行结果证明了该方法在预测精度和预测速度方面的有效性。此系统包括图形、数据库及其与现有SCADA系统的接口、流程总控、状态估计、网络拓扑、调度员潮流、网络等值、负荷预测、可靠性分析、最优无功电压优化控制等多个高级应用软件，系统界面设计友好，灵活，功能强大。适应于各种不同的网络结构，便于扩充控制范围和对象。系统操作方便，满足了电网控制的实时性要求，使电网运行机制达到了新的水平。所提的电网闭环自动控制系统准备在濮阳配电系统中实际应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本课题的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的主要研究工作
• 2 闭环自动控制系统的数学模型
• 2.1 无功电压优化控制的数学模型与算法
• 2.2 短期负荷预测模型与算法
• 2.3 电网可靠性评估模型与算法
• 3 闭环自动控制系统的实现
• 3.1 系统功能定义
• 3.2 系统硬件构成
• 3.3 闭环自动控制应用软件的设计
• 3.4 系统的特点
• 4 闭环自动控制系统的运行
• 4.1 无功电压优化控制子系统的运行
• 4.2 短期负荷预报子系统的运行
• 4.3 电网可靠性评估子系统的运行
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献