基于线路运行状态的智能电网调度自适应控制研究

期刊: 环球科学 2023年第11期 DOI: PDF下载

曹劲羽、韩强、郭炜儒

内蒙古电力(集团)有限责任公司呼和浩特供电分公司 内蒙古呼和浩特市 010000

摘要

随着智能化技术水平的发展,电力系统也越来越智能化,然而智能电网调度控制的研究现状来看,大部分调度优化模型仅考虑了电力系统的物理层,而忽视了电力系统的信息层;因此,在智能电网调度控制中,应充分考虑线路运行状态因素,科学、合理地研究智能电网调度控制。


关键词

线路运行;智能电网调度;自适应控制;策略

正文


引言

传统的智能电网调度控制方法中,通常采用基于模型预测控制的智能电网调度模型,利用预测结果进行控制,但在实际应用中,该方法只考虑了线路潮流的影响因素,忽略了线路运行状态的影响因素。而基于线路运行状态的自适应控制,一方面考虑了线路运行状态对潮流的影响,另一方面充分考虑了线路运行状态的因素,增强了智能电网调度控制的效果。

1线路运行状态

输电线路运行状态的影响因素主要包括自然老化、健康状态以及负载电流等。自然老化与线路健康状态对线路运行状态影响较大,线路运行状态随着时间变化,会导致线路健康状态发生变化。负载电流会直接影响线路的输送功率,导致输电线路的输送功率产生不同变化,造成负荷分布不均现象,增加了电力系统稳定运行风险。

2智能控制自动化调度架构

构建基于智能控制的电网自动化调度的思路是:基于硬件设备的维护和软件系统的安全保证,运用高性能的智能控制技术,提供高效的数据处理能力,从而保证一个电网调度中心能够实现区域内电能的高效调度。电网调度中心基于基础化平台同时对电网调度、电网故障诊断、电网实时监控等于一体的智能化电网调度控制系统。电网调度的不同层级之间互相调控、并能实现实时数据的共享。构建基于智能控制的电网自动化调度系统的目的是为了实现电力调度问题的有效解决。如实现分布式数据库的在线实时更新,控制监测波形的远程输出,实现区域电网不同层级之间的协调控制,实现不同站点之间的电力调度,以及电网的实时故障诊断与故障处理。随着计算机智能控制技术的不断发展,构建出功能更为强大的电力调度网络,实现多角度、全方位、多层级的融合贯通,最大限度提升了电网调度的安全性、稳定性、可靠性、经济性,保证了现有电能的优化配置。

3智能电网调度模型

3.1基于新能源的智能电网调度

智能控制技术已经在电网自动化调度中逐步发挥越来越重要的作用。一下基于新能源风力发电的自动化调度进行实例分析,通过该调度系统能够实现多时间尺度的协调优化调度,逐步降低误差对电网调度产生的影响,最大限度保证电网的安全、可靠、稳定、经济运行。为了能够保证智能控制策略的精准度,需要先对构建的电网调度模型进行优化仿真,综合考虑基于风力发电的基本运行特性、负载能力、不同层级之间按的调峰特性以及电网的自身运行特性等因素,提出基于时序仿真的基本仿真方案,此方案能够在多个连续时间段内对电网调度进行动态平衡优化,以保证电网以最优状态运行。

3.2智能电网调度控制优化模型

在实际的电网调度智能控制上,需要同时考虑电网调度的峰值约束条件和电网中不同层级之间的断面潮流限制约束条件。基于对电网带载能力的科学预测,以达到对风力发电机组功率曲线的优化,从而保证电网具备更大的消纳能力,同时也能够保证风电与常规运行条件下的电网进行有效的协调控制。为了保证电网能够运行在最佳状态,以实现优先消纳的基本原则,构建与其对应的电网调度数学模型。

3.3电网负荷预测

目前智能算法飞速发展,基于深度学习的人工智能算法,依托电网调度数据,通过对海量的电网调度数据样本进行深度挖掘,可以对未来某时刻的运行情况、运行趋势进行预测。本文采用神经网络技术进行深度学习。BP神经网络中,信息从输入层导入,逐级传输到输出层,输出层上生成的误差再反向传输到输入层。BP神经网络算法的核心是以网络输出的期望值为目标,不断修正网络中神经元节点之间的权值参数和阈值参数,控制输出误差向变小方向发展,直至达到期望值的目标。随着新能源大规模接入电网,参与到电网运行中,风力发电由于具有随机性和波动性的特点,对电网的安全、可靠、稳定运行造成了一定程度的影响。通过神经网络算法进行深度学习、优化,提取出风力发电的出力特性的特征参数值,通过风力发电预测模型,进行数据的深度挖掘处理,最终得到精准度较高的风力发电预测功率输出值,及时给出科学合理的电网调度方案,保证电网的安全、稳定、可靠运行。

4自适应控制方案

智能电网调度的自适应控制主要是针对控制时域长度及自适应控制间隔长度进行研究。在传统的智能电网调度方法中,采用时间的自适应控制,而对于自适应控制间隔长度,主要是针对智能电网调度中的稳定性问题,利用模型预测控制方法进行研究。在自适应控制方法中引入域参数,能有效提高智能电网调度的稳定性。但其自适应控制过程存在两个问题:(1)在进行模型预测控制时,由于没有充分考虑研究的线路运行状态,导致域参数在选取时存在不合理性,所求的模型预测控制器不具有自适应性;(2)在实际运行过程中,线路运行状态不断发生变化,其控制器适用的时域长度也会发生变化。因此,为解决上述问题,可通过以下两个方面实现自适应控制。

5电网调度自动化系统的智能化趋势

5.1功能智能化

电网调度自动化系统的智能化发展是电网系统技术改革的重大突破,发挥着至关重要的作用。通常情况下,智能化电网通过应用高级传感器和分布式计算功能,实现对电力资源的优化配置,进一步增强电力系统的运行稳定性。电网调度自动化系统的智能化发展应在原有基础上,强化对时间信息、地点信息、用电信息的掌握情况,通过提高数据信息的精准性,以智能化分析的方式形成科学合理的电网调度方式。电网调度自动化系统的智能化发展势必会增强信息交流功能,有助于推动供电企业生产和业务的一体化建设。

5.2结构智能化

(1)应用双路通信和高级传感器。电网调度自动化系统的特点是设备种类多且操作复杂,部分终端设备所处地理位置相对偏远,运行管理的难度较高。因此,通过在终端设备上应用高级传感器,并通过双路通信的方式实现双向无线通信,不仅能够降低通信成本和通信能耗,还能满足不同频率、不同速率的传输要求,从而提高电网调度自动化系统的运行效率。(2)配置GIS系统和智能化网络。通过充分结合电网实际运行情况,配置GIS系统和智能化网络,能够实现对数据信息的高效率整合与共享,不仅很好地消除信息孤岛的现象,还能提升信息的精准性,并且高度集成的系统具有更强的攻击防御能力。

结语

针对智能电网调度的稳定性问题,提出了自适应控制时域长度和自适应控制间隔长度两种自适应控制方案。该模型利用并网时调度优化和孤岛时调度优化两种方法进行自适应调整,可实现智能电网的稳定运行。

参考文献

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