配网不停电作业的引流线固定装置调试系统优化

薛志伟,刘志勇,滕淳先,金桂玥

（国网德州供电公司，山东 德州 253000）

1 引言

我国目前的城市供电中，配电网是主要的网络，影响电力、电能供应安全性的各项重要指标。随着带电作业技术的迅猛发展以及作业项目的不断增加，配网带电作业所涉及的领域逐渐向停电作业覆盖延伸，带电作业与停电作业的配合施工越来越多，也更加充分发挥了其增供促销主力军作用。带电作业的研宄领域也逐步由如何更好地配合停电作业、如何尽可能地减少停电时间，向如何部分取代进而完全取代停电作业迈进。从而出现了“不停电作业”这一带电作业的高级理念。而且随着直流输电配电网技术的发展，配网不停电作业的重要性越发突出，但目前配网不停电作业的安全性难以得到保障，为此，有必要构建优化的引流线固定装置调试系统，在配网中进行引流线固定处理，结合输出功率可靠性调节和自适应控制模型，通过配网不停电作业引流线固定装置调试控制，构建配网不停电作业引流线固定装置的参数稳定性调节模型，结合参数自适应调节的方法，实现对配网不停电作业引流线固定装置的自动化控制[1]。

在这种大背景下，配网不停电作业引流线固定装置设计方法研究受到人们的极大关注。例如，覃华等人研究了核电厂DCS 系统调试装置设计方法，首先介绍了调试装置的原理，组成，软硬件结构，再以DCS系统工程调试为例对核电厂DCS系统调试装置的开发和工程调试进行了分析；张予祥等人设计了一种推进监控装置辅助调试系统，以提高推进监控装置的在厂调试效率；刘聪汉研究了多种旁路作业方法在配网不停电作业中的应用，从而得出不同旁路作业方法的适用范围[2-4]。尽管上述学者对此进行了研究，但上述方法进行配网不停电作业引流线固定装置调试的输出自适应性不好，抗干扰性不强。对此，本文提出基于电网惯量常态化连续参数估计的配网不停电作业引流线固定装置调试系统设计方法。首先构建随机频率扰动下的引流线固定装置调试的参数调节模型，通过控制系统闭环辨识的方法实现对配网不停电作业下的引流线固定装置输出电压和电流稳态调节，通过功率增量特征分析的方法，然后建立引流线固定装置调试的负荷均衡配置模型，通过电网等效惯量融合控制，配置隔直流装置，实现配网不停电作业下的引流线固定装置的优化设计。最后进行仿真测试分析，以证实本文方法在提高配网不停电作业引流线固定装置调试和优化测控能力方面的优越性能。

2 引流线固定装置的参数调节与辨别模型

2.1 引流线固定装置的参数调节

为设计用于配网不停电作业的引流线固定装置调试系统，首先构建随机频率扰动下的引流线固定装置调试的参数调节模型，通过控制系统闭环辨识和均衡配置的方法得到F(x)，即配网不停电作业引流线固定装置调试的梯度函数，根据变压器的超标特征分量，得到配网不停电作业引流线的电压闭环分布函数F(xk+1)，借助额外装置的前提下，得到配网输出的可靠性耦合状态函数表示为：

式（1）中，ki表示大数据特征集；Xn，表示固定装置分布集；在此基础上，利用不同阻抗角求得配网不停电作业引流线的有功-无功的联合平抑耦合参数模型，表示为：

基于最大偏磁电流检测，得到配网不停电作业引流线的输出频谱响应参数调节函数为：

式（5）中，c+1表示第i台变压器中性点，c-1表示随机频率扰动下的引流线固定特征量，根据调试的参数调节模型，得到参数调节结果从而实现系统的优化控制。

2.2 引流线固定装置的闭环辨识模型

在上述基础上，通过控制系统闭环辨识的方法实现对配网不停电作业下的引流线固定装置输出电压和电流稳态调节[6]，得到配网不停电作业下的引流线分布结构描述如图1所示。

图1 配网不停电作业下的引流线分布结构

根据图1 所示的系统结构模型，在直流运行工况下，得到配电网的直流偏磁电流限值控制微分方程描述为：

式（6）中，xj、xi分别表示有功的联合平抑设计大数据特征以及无功的联合平抑设计大数据特征，根据变压器中性点的功率增益得到配网不停电作业引流线的裕度函数为：

式（7）中，μ为配网不停电作业引流线的幅值，在额定转速段，结合配网不停电作业引流线固定装置的程控模型，得到联合状态特征方程描述为：

通过控制系统闭环辨识的方法实现对配网不停电作业下的引流线固定装置输出电压，得到闭环辨识模型特征解为：

式（10）中，2≤c≤n为固定装置的特征值，在弱交流系统条件下，可以根据配网不停电作业引流线固定装置的特征解析控制分布，实现自动化调试。

3 固定装置参数优化与系统优化设计

3.1 引流线固定装置调试参数优化解析

通过功率增量特征分析的方法，建立引流线固定装置调试的负荷均衡配置模型，得到功率增量特征统计分析函数为：

采用有功波动和电压波动的联合控制，得到引流线固定装置调试的链路转化控制模型描述为：

式（12）中，xz为引流线固定装置调试系统的发射功耗，rx为功率因数角，y为恒转速段控制参数。根据有功波动最大的恒额定转速参数，得到有功波动的平滑参数公式为：

式（13）中，1+γi表示初始迭代时刻系数，βq表示波动分量的融合控制，根据固定装置的输出功率，得到无功的解耦控制参数分析模型为：

式（14）中，K表示功率波动分量产生的电压波，采用电压安全优化方法得到配网不停电作业引流定装置的输出稳态函数：

式（15）中，ε 为配网不停电作业引流定装置的最小常数，利用该公式得到机端电压参数优化输出值。再根据频率耦合特性，得到引流线固定装置调试参数优化解模型，以此为系统的优化设计奠定基础[7]。

3.2 系统优化设计实现

利用上述基础，在恒功率段以前的区域建立引流线固定装置调试的负荷均衡配置模型，通过电网等效惯量融合控制配置隔直装置，得到引流线固定装置的矢量控制状态方程为：

式（16）中，φ表示转恒转速区域的线性控制参数。在最大功率跟踪区域，构建配网不停电作业引流线固定装置调试的参数配置模型，得到功率波动的幅频特性。再采用快速傅里叶变换，实现对引流线固定装置的优化设计，得到反馈调节系统优化设计函数为：

式（17）中，a为交流侧滤波参数，以此实现配网不停电作业引流线固定装置调试系统的优化设计。

4 仿真实验与结果分析

为验证本文方法的有效性，在此进行仿真实验分析。实验中取引流线固定装置的频率上限为15KHz，低频段下的功率波动为24KW，输出有功波动为52KW，特定的功率因数0．373，电压闭环参数为0．17，其它参数设定数见表1。

表1 配网不停电作业引流线的参数设定

在上述进行配网不停电作业引流线固定装置调试参数设定的基础上，进行引流线固定装置的调试控制，得到机端电压调试输出如图2所示。

图2 引流线固定装置的机端电压调试输出

分析图2得知，本文方法与文献[4]、文献[5]方法相比，本文方法在进行引流线固定装置调试时的输出稳定性较好，无功和有功功率控制能力较强。接下来测试输出有功功率，得到结果如图3所示。

图3 引流线固定装置的输出有功功率

分析图3 得知，本文方法与传统方法相比，本文方法的配网不停电作业引流线固定装置控制输出功率增益较高，测试输出稳定性，得到对比结果如图4所示。

图4 配网不停电作业引流线固定装置控制

分析图4得知，本文方法与传统方法相比进行配网不停电作业引流线固定装置设计，本文方法输出稳定性较高。

5 结束语

构建配网不停电作业引流线固定装置的参数稳定性调节模型，结合参数自适应调节的方法，实现对配网不停电作业引流线固定装置的自动化控制，本文提出基于电网惯量常态化连续参数估计的配网不停电作业下引流线固定装置调试系统设计方法。构建随机频率扰动下的引流线固定装置调试的参数调节模型，采用有功-无功的联合平抑设计的方法，在弱交流系统条件下，根据配网不停电作业引流线固定装置的特征解析控制分布，实现自动化调试。研究得知，本文方法进行配网不停电作业引流线固定装置调试的输出稳定性较高，可靠性较好。固定装置的调试的输出稳定性较好，无功和有功功率控制能力较强。