李 金，李文朝，邱榮福，謝型浪，謝 虎

（1.中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心自動化處，廣東廣州 510663；2.南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司智能輸配電與智慧能源應(yīng)用事業(yè)部，廣東廣州 510663）

為了提升電能資源的利用效率，大多數(shù)變電站使用AVC 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對電能的調(diào)度[1-3]。AVC 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電力資源數(shù)據(jù)的智能采集，方便電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作，為電力系統(tǒng)運(yùn)行故障檢測提出有效意見，增強(qiáng)電力調(diào)度的安全性[4-5]。為此，不少研究學(xué)者針對電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法進(jìn)行研究，以提升電力調(diào)度的操作性能。

由于電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法對于電力調(diào)度數(shù)據(jù)的收集精準(zhǔn)度要求較高，在操作的過程中應(yīng)不斷加強(qiáng)對電力調(diào)度數(shù)據(jù)的收集力度，強(qiáng)化內(nèi)部數(shù)據(jù)收集功能，獲取精確度較高的初始數(shù)據(jù)[6-7]。目前的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法對電力系統(tǒng)運(yùn)行信息的掌控程度較強(qiáng)，能夠在一定程度上提升電力調(diào)度自動化性能，并查找關(guān)聯(lián)度較高的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對AVC 閉環(huán)控制方法的研究[8]。

傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏φ{(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法利用數(shù)據(jù)傳輸功能將收集的數(shù)據(jù)信息全部錄入控制系統(tǒng)中，并及時審核系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，保證數(shù)據(jù)信息的真實(shí)可靠性。傳統(tǒng)基于遙感監(jiān)測的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法提升了對電網(wǎng)信息的監(jiān)控性能，精準(zhǔn)把握電力運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象，并針對異?，F(xiàn)象進(jìn)行調(diào)控處理，提高對電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法的控制性能。但傳統(tǒng)方法在研究的同時忽視了對外部電力因素的引導(dǎo)，獲取的結(jié)果數(shù)據(jù)控制程度較低，對電力調(diào)度信號數(shù)據(jù)的收集程度較小。針對上述問題，提出一種基于廣義向后差分方法的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法。

1 電力調(diào)度數(shù)據(jù)獲取

文中將經(jīng)過調(diào)整的電力調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為運(yùn)算參數(shù)，并通過解析內(nèi)部參數(shù)性能獲取電力調(diào)度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。分配電力調(diào)度信息，結(jié)合電力調(diào)度操作穩(wěn)定性參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)二次收集。調(diào)整數(shù)據(jù)收集狀態(tài)，對AVC 系統(tǒng)主端電站的電容器進(jìn)行保護(hù)。計(jì)算前期操作電壓投入數(shù)值，將電壓數(shù)值控制在可控范圍內(nèi)，隨時管理電壓操作條件，確保電壓處于安全數(shù)值狀態(tài)，設(shè)置電壓監(jiān)管結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 電壓監(jiān)管結(jié)構(gòu)圖

結(jié)合電力調(diào)度安全系數(shù)開展內(nèi)部電站安全檢驗(yàn)操作[9]，協(xié)調(diào)電站電壓檔位，調(diào)節(jié)振動模塊，構(gòu)建模塊調(diào)節(jié)公式如下：

式中，N表示模塊調(diào)節(jié)數(shù)值，P表示電壓投入數(shù)值，k表示電站電壓協(xié)調(diào)指數(shù)，l表示模塊參數(shù)處理標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)[10]。

經(jīng)過以上調(diào)整后，管理電力調(diào)度自動化AVC閉環(huán)控制數(shù)據(jù)存儲模式，實(shí)現(xiàn)對控制數(shù)據(jù)的獲取。

2 電力調(diào)度自動化AVC閉環(huán)控制信息處理

廣義向后差分方法作為新穎的數(shù)值計(jì)算方法，能夠提升對電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的運(yùn)算效率，在進(jìn)行穩(wěn)定性運(yùn)算的同時提供新的計(jì)算數(shù)值，并按照數(shù)據(jù)計(jì)算可行性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)判斷，完善計(jì)算信息[11]。

文中基于穩(wěn)定的電網(wǎng)運(yùn)行程序，加強(qiáng)對電力系統(tǒng)功能的管理力度。分配AVC 閉環(huán)控制信息，將收集的信息數(shù)據(jù)全部收集至中心控制空間，構(gòu)建數(shù)據(jù)信息收集結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)信息收集結(jié)構(gòu)圖

強(qiáng)化外部信號干擾數(shù)據(jù)的清理功能，將與該方法研究無關(guān)的數(shù)據(jù)清除至AVC 閉環(huán)控制空間外，及時整理此時的內(nèi)部電力系統(tǒng)信息。對電力調(diào)度內(nèi)部電壓參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建良好的電壓調(diào)配空間參數(shù)。對比電壓參數(shù)的優(yōu)化數(shù)值與操作數(shù)值，控制對比差異率在10%以內(nèi)[12-13]。

檢驗(yàn)不同控制條件下的AVC 閉環(huán)控制信息，并將控制信息集中分配至控制處理通道中，根據(jù)通道數(shù)據(jù)處理法則過濾數(shù)據(jù)信息，保留與控制算法研究相關(guān)程度較高的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制信息的處理[14-15]。

3 電力調(diào)度自動化AVC閉環(huán)控制算法研究

廣義向后差分方法的一般微分方程如下：

式中，x表示整體方程因變量，t表示操作時間，根據(jù)不同的自動化AVC 閉環(huán)控制內(nèi)容進(jìn)行微分調(diào)整，控制操作時間范圍為0～T。

將實(shí)現(xiàn)初始微分的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制數(shù)據(jù)收錄至調(diào)整空間內(nèi)。并按照操作需求匹配此時的內(nèi)部管理數(shù)據(jù)。查找數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性因素，并掌握此時的內(nèi)部電力運(yùn)行數(shù)據(jù)狀態(tài)，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)運(yùn)行狀態(tài)劃分操作空間。管理電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制空間信息，將空間信息與操控機(jī)制相結(jié)合，并構(gòu)建操作矩陣，如式（3）所示。

式中，JI表示矩陣參數(shù)，Im表示控制信息數(shù)據(jù)。在經(jīng)過上述矩陣結(jié)合操作后，調(diào)配電力調(diào)度空間信息，分析不同區(qū)域的電網(wǎng)數(shù)據(jù)運(yùn)作模式。分配模式數(shù)據(jù)，將AVC 閉環(huán)控制原則錄入模式數(shù)據(jù)中，并轉(zhuǎn)化模式數(shù)據(jù)的控制空間系統(tǒng)，將控制空間系統(tǒng)的最小控制值提升至相應(yīng)的高度。擴(kuò)展數(shù)據(jù)流通通道，將符合通道流通的信息傳輸至通道端口處等待流通[16]。

計(jì)算不同控制空間的AVC閉環(huán)數(shù)據(jù)，并對空間內(nèi)部的控制力度進(jìn)行整合。按照整合順序調(diào)節(jié)控制力度，加強(qiáng)對中心AVC 閉環(huán)信息的控制管理力度，強(qiáng)化控制技能。轉(zhuǎn)變控制手段，審核不同區(qū)域的控制信息，將符合方案操作的控制信息調(diào)整至可操作范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對電力調(diào)度自動化AVC閉環(huán)控制算法的研究。

4 實(shí)驗(yàn)與研究

根據(jù)上述步驟，選取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，為檢驗(yàn)文中方法的控制性能，與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，并構(gòu)建實(shí)驗(yàn)的對比參數(shù)：控制有效率和電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號接收程度。

文中實(shí)驗(yàn)環(huán)境選擇電壓值較穩(wěn)定的虛擬電網(wǎng)環(huán)境，利用電力系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)作為相關(guān)的操作數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并研究不同電力系統(tǒng)空間的差異程度，針對差異信息對比數(shù)據(jù)信息，掌控不同空間的電力數(shù)據(jù)。電網(wǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)操作圖如圖3 所示。

圖3 電網(wǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)操作圖

整合此時收集的數(shù)據(jù)，同時調(diào)配與收集數(shù)據(jù)相關(guān)程度較高的電力調(diào)度數(shù)據(jù)，將電力調(diào)度數(shù)據(jù)分配至相應(yīng)的系統(tǒng)空間內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。及時反映存儲空間的內(nèi)部信息，并加強(qiáng)對內(nèi)部信息的監(jiān)管力度，防止外部數(shù)據(jù)的流入。調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)狀態(tài)，分布式管理AVC 閉環(huán)系統(tǒng)的操作位置，并調(diào)整位置信息，隱藏實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)的操作失誤。

根據(jù)操作的不同信息內(nèi)容設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)1

根據(jù)表1 所列舉的實(shí)驗(yàn)參數(shù)信息，調(diào)節(jié)此時的實(shí)驗(yàn)操作狀態(tài)，并平衡電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境與實(shí)驗(yàn)所需的運(yùn)行環(huán)境間的關(guān)系。結(jié)合相關(guān)的內(nèi)容審核數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的審核，標(biāo)準(zhǔn)化管理審核的內(nèi)容信息。將內(nèi)容信息安置在實(shí)驗(yàn)空間內(nèi)并濾除干擾信號數(shù)據(jù)，確保實(shí)驗(yàn)操作的精準(zhǔn)性。管理電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的監(jiān)管數(shù)據(jù)，將處于同種屬性的監(jiān)管數(shù)據(jù)安放至內(nèi)部調(diào)節(jié)中心等待后續(xù)實(shí)驗(yàn)處理，數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)圖如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)圖

在實(shí)現(xiàn)以上實(shí)驗(yàn)操作后，挑選適宜的實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)作為性能對比數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，控制有效率對比圖如圖5 所示。

圖5 控制有效率對比圖

根據(jù)圖5 可知，隨著控制時間不斷增加，文中方法的控制有效率始終位于傳統(tǒng)方法的上方。傳統(tǒng)基于遙感監(jiān)測的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法具有較高的控制有效率。而傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏φ{(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法的控制有效率較低。造成這種差異的主要原因在于文中方法在研究過程中不斷提升內(nèi)部電力調(diào)度管控空間性能，在進(jìn)行數(shù)據(jù)管控的同時整理外部操作信息，達(dá)到電力調(diào)度數(shù)據(jù)的有效控制，具有較高的控制有效率。傳統(tǒng)基于遙感監(jiān)測的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法能夠結(jié)合不同的監(jiān)測方法進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)性監(jiān)測，但不能對內(nèi)部電力調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，因此該方法的控制有效率較低。傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏φ{(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法雖調(diào)整了電力調(diào)度信息，但對于AVC 系統(tǒng)的掌控程度較低，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的操作需求，造成其最終控制有效率較低。

在實(shí)現(xiàn)首次實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后，對其電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號接收程度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比，實(shí)驗(yàn)參數(shù)表如表2 所示。

表2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)2

利用表2 中的信息構(gòu)建實(shí)驗(yàn)操作模型，同時匹配模型操作方案，將不同方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入統(tǒng)一的操作系統(tǒng)中，并研究操作系統(tǒng)的監(jiān)管能力，確保操作的安全性。電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號接收程度對比圖如圖6 所示。

圖6 電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號接收程度對比圖

在圖6 中，傳統(tǒng)基于遙感監(jiān)測的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法的電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號接收程度較低，傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏φ{(diào)度自動化AVC閉環(huán)控制方法的電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號接收程度較高，而文中方法的電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號接收程度均高于其他兩種傳統(tǒng)方法。由于文中在研究的同時調(diào)節(jié)了電力調(diào)度系統(tǒng)，并綜合了區(qū)域電力運(yùn)行機(jī)制，因此具有良好的數(shù)據(jù)信號接收能力。傳統(tǒng)基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娏φ{(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法分配了不同的管理信息，在操作的過程中分析了數(shù)據(jù)傳輸通道的內(nèi)部信息，具有良好的數(shù)據(jù)信號分辨能力，收集了大量的電力調(diào)度數(shù)據(jù)信號。傳統(tǒng)基于遙感監(jiān)測的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法雖完成了數(shù)據(jù)信息整合，但對于電力調(diào)度數(shù)據(jù)的監(jiān)控力度較小，導(dǎo)致了部分?jǐn)?shù)據(jù)的流失，造成其最終收集的電力調(diào)度數(shù)據(jù)較少[17-18]。

綜上所述，文中基于廣義向后差分方法的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法能夠更好地完善AVC 閉環(huán)控制空間信息，提升整體控制性功能，在獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的前提下完成整體研究，具有較高的研究價(jià)值。

5 結(jié)束語

文中在傳統(tǒng)電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法的基礎(chǔ)上，提出一種基于廣義向后差分方法的電力調(diào)度自動化AVC 閉環(huán)控制方法，在整合電力調(diào)度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行AVC 閉環(huán)控制操作，完善操作信息，并強(qiáng)化內(nèi)部數(shù)據(jù)處理功能，獲取精準(zhǔn)度較高的操作數(shù)據(jù)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)內(nèi)部的監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，文中方法的控制效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法。