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基于模糊聚类法的二级电压控制分区

王颖  
【摘要】: 电力互联网络的发展,大型联合电网的出现,使得电压稳定性问题日益突出。因此研究能够保证系统安全、稳定运行的协调式电压控制系统显得尤为重要,分级电压控制系统正是在此种情况下应运而生的。该系统按照时间和空间将电压控制分为三个等级。其一是设置在系统调度中心的三级电压控制。这是一种面向全网的电压控制。其二是设置在系统枢纽点的二级电压控制,这是一种面向区域的电压控制,它接收三级电压控制的控制信号,保证本区域主导节点的电压幅值在设定值附近,若发生偏差,就要启动一级电压控制。其三是设置在发电厂、用户或各供电点的一级电压控制。在二级电压控制中,如何将整个系统分成若干个近似解耦的区域,以实现全系统的高效电压控制是一个重要课题。 本文在分析无功/电压控制的特点及重要性的基础上,研究了分级电压控制系统中各级的分工、作用及特点。其中,二级电压控制尤为重要,是维持系统电压水平、提高系统电压稳定性的关键环节。在总结相关文献的基础上,剖析了二级电压控制的实现方法,包括选择主导节点的两种不同方案和二级电压控制策略。重点对分区问题进行研究,提出了基于模糊等价关系的模糊聚类和基于目标函数的模糊聚类两种电压分区的新方法。这两种方法基于无功源控制思想,以电网中的PQ节点为待分类对象,将每个无功源对其控制作用视为这个对象的特征指标,再对由这些特征指标形成的数据进行聚类分析,实现对PQ节点的划分。这样做有效地计及了二级电压控制的具体过程,比普通基于电气距离的方法更具有优越性。且本文基于PV节点与PQ节点响应过程的不同,提出将所有节点分为两个论域的思想,实现了对PV节点的归并。 以新英格兰39节点系统为实例,针对本文提出的方法进行了数字仿真。结果表明,本文所提两种方法均合理有效,且基于目标函数的模糊聚类方法具有算法实现简单、收敛效果良好、孤立节点少、保证每个电压控制区的规模适中等多方面的优势。


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