基于RTDS的电力系统在线无功电压优化控制评估

林桂辉

摘 要：随着社会经济的发展，电网自动电压控制技术不断的进步，并且，在我国该先进系统已得到广泛的推广与应用，然而，在使用效果上却存在显著的差异，而就当今电力技术来看，还没有一个专业的平台能够对电网自动电压控制系统的运行效果进行定量评估，为了做好电力系统在线无功电压的优化控制，相关部门提出利用RTDS实时仿真系统与无功优化程序的结合，实现对电力系统在线无功电压的优化控制，希望通过文章的分析能够对电力系统在线无功电压优化控制提出改进意见。

關键词：RTDS；电力系统；无功电压；优化控制

前言

电网自动电压控制又名AVC，主要是以在线的方式对电网的无功电压进行控制的系统，同时要对电力系统中的各项数据进行采集、分析和计算，这样才能保证对电力系统无功电压控制的有效性。文章主要从基于RTDS以及无功优化计算程序的基本思路，和基于RTDS的电力系统在线无功电压优化控制模型等两大部分进行分析。

1 基于RTDS以及无功优化计算程序的基本思路

1.1 充分利用RTDS实现电网实时仿真模型[1-2]。需要针对电力系统的无功电压使用情况搭建相应的控制系统模型，主要包括变压器分接头的档位调节、电力系统网损计算、电容器和电抗器组的投切等控制模型，实现对电力系统的无功电压进行有效的控制作用；需要搭建系统模型，主要包括线路、负荷、电抗器、发电机、三绕组变压器、两绕组变压器、电容器等模型，将电力系统的各项电力设备以及线路的模型呈现出来，便于对系统的控制；需要搭建电力系统的控制开关模型，主要包括电容器的投切开关、电抗器的投切开关、变压器的分接头档位开关等，能够实现对电力系统的各个环节进行调控的功能；需要搭建系统运行显示模型，主要包括线路有功和无功功率、变压器各个绕组的有功和无功功率、变压器分接头档位的运行状态、电力系统的有功损耗、电容器和电抗器的投切状态、功率损耗、线路有功损耗、母线电压等运行状态以及有功和无功的参数显示，通过显示界面将其详细参数显示出来，便于对电力系统的无功电压控制。

1.2 将无功优化程序的计算结果输出。一般来说，电力系统在进行无功优化的过程中，程序运行需要读取可以用到的数据，而在对电力系统执行优化的过程中，需要将其计算结果输出，根据输出的计算结果数据，再结合RTDS的脚本语言的编程功能，来实现对电容器组投切、电抗器组投切以及变压器分接头档位的设置，并将各项设置参数传输至RTDS中，可以将这些数据作为电力系统电压优化的重要依据[3]。

1.3 在对电力系统进行无功电压优化的过程中，要充分利用RTDS的脚本语言，主要利用RTDS对电力系统进行实时数字访问，并将脚文章件进行批量处理编写到相应的程序中，这样可以实现运行界面数据的提取和输出[4]。运行界面的输出数据主要包括负载处的母线电压、负载的有功和无功、变压器的分接头档位值、电容器电抗器组的投切状态等，有效的对电力系统的运行电压进行优化。

1.4 明确电力系统在线无功电压优化控制的流程，基于RTDS的批量处理功能来对电力系统进行无功优化的整个流程关系流程如下：利用RTDS批处理将运行状态输出→得到数据文本→进行无功优化→将无功优化的计算结果传输到RTDS中→RTDS无功优化控制策略→得到新的运行状态→利用RTDS批处理将运行状态输出（如图1所示）。通过这个流程关系来实现对电力系统进行无功电压优化，有效的提高电力系统的运行效率。

图1 电力系统在线无功电压优化控制流程图

2 基于RTDS的电力系统在线无功电压优化控制模型

2.1 确定目标函数

基于RTDS的电力系统在线无功电压优化控制中，取电力系统的最小有功网损作为目标B，如以下公式：

其中LG作为电力系统发电机的节点结合、Ln作为电力系统所有节点的集合、JGi作为电力系统发电机i的有功出力、JDi作为电力系统节点i的有功负荷，通过确定电力系统在线无功电压的最小目标函数，再针对电力系统的电压优化控制进行以下操作[5]。

2.2 电力系统的等式约束

电力系统在运行的过程中，会存在潮流功率，具体公式如下所示：

通过以上确定目标函数、电力系统的等式约束、电力系统的不等式约束等三部分的分析中，基于RTDS的电力系统在线无功电压优化控制也逐渐形成一个规范模型，并且，在实践中的效果非常显著，能够切实有效的对电力系统的无功电压进行优化和控制，当然，很多参数还是未知数值，具体要根据电力系统的实际运行情况来定，通过对无功电压的优化和控制，才能有效的提高电力系统的运行效率，降低电力系统的经济损失。

3 结束语

综上所述，RTDS实时仿真系统对电力系统在线无功电压优化控制起到关键的作用，尤其是在与无功优化程序相结合使用的过程中，更是将RTDS实时仿真系统的功能全部发挥出来。通过文章对基于RTDS的电力系统在线无功电压优化控制分析中得知，随着电力系统逐渐壮大运行的过程中，无功电压值也逐渐增加，为了提高对电力系统无功电压的控制，作者主要从RTDS仿真系统的应用展开详细的分析。

参考文献

[1]许汉平，魏威，邹建明，等.利用RTDS测试输电线路行波故障定位装置[J].电力系统自动化，2013（24）.

[2]陈宝喜，甄威，唐永红.四川洪龙500kV同塔双回线继电保护及自适应重合闸装置RTDS实时仿真试验[J].四川电力技术，2014（6）.

[3]纪尚昆，冯彦维，阳育德.基于RTDS的电力系统在线无功电压优化控制评估[J].电网与清洁能源，2014（3）.

[4]赵丽春.SVG型动态无功补偿装置特点及在风力发电工程中的应用[J].科技传播，2014（6）.

[5]李长宇，舒乃秋，彭辉，等.基于RTDS的谐波对电能计量影响的仿真分析[J].继电器，2013（16）.

[6]陈琦，钱珞江.实时数字仿真（RTDS）在电力系统稳定性分析中的实效性研究[J].华中电力，2012（1）.