改进电网电压无功优化综合管理系统分析

摘 要：文章基于电网电压无功优化综合管理系统的改进，主要对多Agent在电压无功优化综合管理系统的应用进行了分析阐述。

关键词：电网；电压无功优化；综合管理系统；多Agent

1 引言

无功电压的控制与管理是通过对于整个电力系统来进行分层次，并且对于各自的管理范围进行分析，从而使得其能够对于无功电压进行优化，提高电力运行的效率，最终使得电力企业和企业都能够降低成本获得最高的经济效益。

2 改进电网电压无功优化综合管理系统的内容设计

改进电网电压无功优化综合管理系统的内容如下：

电压无功运行分析——在电网中，于无功电压进行有效的分析和计算，对于其电压的质量进行采样分析，通过研究和计算从而能够采取相应的方式来改善。

负荷点电压无功运行情况分析——对于用户设备进行有功，无功，功率，电压，损耗等的各个方面的有效分析，从而将相关的建议提出。在对于10千伏的电网所供给的用户设备的有功，无功，功率，电压，损耗等进行有效的分析，从而对于其中各个因素进行有效的建议，使得整个电网都能够在最佳的状态进行运行。

负荷点无功补偿效益分析——通过选定变压器的低压侧并联电容器的投切记录来对于其无功电压进行有效的分析，从而对于无功电压控制后，各个点因素的改善情况进行有效的分析，综合来决定其控制的情况。

馈线电压无功运行情况分析——通过对于电网的各个终端设备的运行情况，损耗情况，电压稳定情况等的分析，对于各个设备都给予改善的因素，从而使得整条线路的运行状态最大化改善。

3 电网电压无功优化综合管理系统-多Agent控制

电力系统在其正常运作的过程中，对于无功电压的控制应该从整个电力系统中来进行分析，从而使得整个系统中的无功电压都能够合理分布，最大程度上降低对于线路的损耗。下面对当前电网电压无功优化综合管理系统改进发展中多Agent系统进行分析。

3.1 组织架构

组织架构应该按照上，中，下三个层次的控制方法，通过对于无功电压控制的时间，空间，目标等的多个视角来对于无功电压进行控制，这是对于电力系统无功电压控制的最为基本的思路。电力系统中，对于无功电压的控制应该是一种多层次的，大规模的整体优化的方式。在正常工况下，对于Agent技术的引入是基于Agent的智能化和其自身独有的优势的利用。

在引入Agent系统而对于无功电压进行控制，是使得上中下三层的控制系统和控制装置都作为能够智能对于无功电压进行主动控制的Agent，从而在整个电力系统中作为一个整体的网络而存在，各个系统或者装置都能够根据各自所处的环境的变化以及其所拥有的自身条件来进行指令的发出或者智能的调节，并且各个装置或者调节系统都带有一定的联动性，能够通过组织级Agent来对于各个协调级Agent进行协调，并且各个Agent之间也能够共享组织级Agent所带来的信息，并且各个Agent都能够和同级Agent进行其问题的处理反馈。整个过程可以用图1来进行表示。

3.2 Agent基本功能和任务

结合无功电压控制物理实际，细化其中各个Agent基本功能和任务。

3.2.1 执行级Agent

执行级Agent是指处于组织架构最底层的控制级的装置。（1）以秒级为采样周期，对于各个Agent装置所控制的线路的电压进行数据分析，从而使得其能够自行对无功电压进行控制；以分秒为采样周期，对于控制装置所发生的事件进行数据的分析，例如：对于发电机的母线电压，对于发电机的无功电压等。对于本次测试的关键位置母线电压也从其执行Agent中进行数据的获取，并逐级进行反馈。以小时为采样周期，对于控制装置范围内的其他信息进行收集，并将数据进行逐级反馈。（2）按照秒级对于线路电压进行检测，当电压的变化幅度超过控制装置的控制水平时，通过执行级对于该线路的无功电压进行控制，来调节线路无功电压的稳定性，使得线路的电压能够和平时进行温和，并且由执行级Agent将控制信息上传到协调级Agent。（3）执行级对于协调级别的Agent以分钟为单位发出的电压控制值进行电压的调整，但是协调级Agent对于其值的确定需要建模分析等，往往有着不合理的性质，所以执行级的Agent可以通过其自身的智能性质来对于协调级进行电压调整的信息反馈，从而在得到确认以后对于电压进行调整。（4）为了对于执行级Agent的智能性进行更为有力的创建，通过对于其进行电压调整的范例的植入，从而使得其可以在特殊情况下对于电压进行直接的调整，从而对于协调级Agent发布指令的延时性或者其他的特征进行有效的规避。。

3.2.2 组织级Agent

组织级Agent包括两大子Agem模块，一是“区域划分”子Agent模块；二是“全局优化控制”子Agent模块。在电网系统的运行中，由于各种各样的问题可能导致电网的运行发生各种不同情况的变化，在此时，无功电压控制系统中的耦合性也发生变化，从而必须要对于其控制进行其他方面的协调，对于控制区域的有效划分能够使得协调级别的Agent能够进行更为高效的控制，区域划分子Agent模块一般具有以下的功能和基本的作用：（1）接受执行级Agent以小时为周期上传的系统工况信息；接受表征拓扑结构改变的开关开/合信号量。（2）建立划分控制区域的数学模型，并采用合理的算法求解。（3）将划分后的控制区域边界信息以及每个区域的指定中枢母线下传给协调级Agent，同时，也将每个区域的中枢母线信息传递给组织级全局优化控制子Agent模块。（4）与组织级全局优化控制子Agent模块、执行级Agent、协调级Agent进行通信。

全局優化控制子Agent模块从全局角度建立优化模型，求解得到优化控制策略解并下发，其基本任务和功能包括：（1）接受执行级Agent以小时为周期上传的系统工况信息，如节点功率、电压等。（2）建立全局优化控制模型，并采用合理算法求解，建模与求解周期为小时级。（3）将求解得到的各区域中枢母线最优设定值、控制装置所在母线电压及中枢母线电压对于执行级控制变量的灵敏度下发至协调级Agent，下发周期为小时级。（4）与组织级的区域划分子Agent模块、执行级Agent、协调级Agent进行通信。

3.2.3 协调级Agent

协调级Agent协调某控制区域的多个执行级Agent，实现区域级优化控制目标，其基本任务和功能包括：1）根据组织级Agent下发的区域边界信息来确定本协调级Agent应管辖的区域，并明确属于本区域的执行级Agent。2）协调级Agent通过对于组织级Agent以小时为单位对于信息发送的接受，如对于关键线路的值的设定，对于各种控制器的信息灵敏度的设定等；并且协调级Agent通过对于执行级Agent的以分钟为单位的信息的上传的接受，如对于其控制范围内的线路电压控制的当前状况，无功电压的状况等，控制区域内关键线路中的电压的时值等的信息的上传。3）建立区域级优化控制模型，并采用合理算法求解，建模与求解周期为分钟级。4）将各执行级控制量的最优设定值下发至各执行级Agent，下发周期为分钟级。5）与组织级Agent、执行级Agent进行通信。

参考文献

[1]吴强.区域电网电压无功优化控制系统的开发与应用[J].现代电力，2003，Z1：54-58.

[2]倪建明.区域电网电压无功优化系统对电网的影响[J].广东科技，2009，16：177-178.

作者简介：孙培良（1975，3-）男，汉族，山东即墨人，任职于龙煤矿业集团股份有限公司鸡西分公司荣华一矿通风区助理工程师，研究方向：电气工程及自动化。