CN103346572A - 基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电网无功电压控制技术领域中的一种电网无功智能控制方法。包括：将电网中的变电站按照母线电压的大小划分为三个等级；将电网划分为若干个互不相交的区域，将每个区域划分成若干个互不相交的地区；为每个区域设置一个区域级Agent，为每个地区设置一个地区级Agent；区域级Agent和地区级Agent根据调度中心采集的基础数据，分别计算区域电网电压/无功灵敏度矩阵和地区电网电压/无功灵敏度矩阵；地区级Agent根据地区电网电压/无功灵敏度矩阵，进行地区无功电压控制；区域级Agent根据区域电网电压/无功灵敏度矩阵，进行区域无功电压控制。本发明通过灵敏度线性计算法克服了传统方法计算量大的缺陷。

Description

基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制方法

技术领域

本发明属于电网无功电压控制技术领域，尤其涉及一种基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制方法。

背景技术

近些年来，在世界范围内，尤其是在发达国家，出现了一些由于事故引发输电线路相继退出运行，以重要负荷节点电压雪崩式大幅度下降为显著特征的恶性停电事故。这些严重事故，往往都与电压稳定问题密切相关。因此，对大电网无功的智能控制显得尤为重要。

电压失稳被认为是造成电网不安全运行的主要原因之一。传统的电压控制分为三个层次：一次电压控制，二次电压控制及三次电压控制。这种分层控制方式的SVC（Static Var Compensator，静态无功补偿装置）可增加系统电压稳定裕度，推迟电压崩溃的发生，从而给系统运行调度人员留有充分时间采取进一步的措施。然而，当系统处于紧急状态时，SVC并不能保证阻止电压崩溃，且以长期电压不稳定为场景的紧急控制研究方法存在着一定的缺陷，主要表现在：对于大规模具有内部联系动态特征的电力系统，其系统模型的复杂性和非线性导致现有的电力系统电压稳定的研究方法一般存在着计算时间过长、计算量过大，难以在实际中应用的问题；补偿设备/系统分散，区域间缺乏协调互济，设备资源不能得到最优利用；随着电力系统节点数的增大，常常会出现维数灾难导致系统方程无解的现象。尤其在大规模风电场集中并网的情况下，电网无功消耗、电压波动情况更趋于明显，这对系统的无功电压控制提出了更高的要求。如何优化利用现有分散的无功补偿装置，快速、准确地解决风电并网带来的区域无功不平衡，甚至于电压失稳问题，是电网安全稳定运行的当务之急。因此，需要研究提出一种基于灵敏度和多Agent的大电网无功智能控制方法。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制控制方法，用于解决现有技术在进行电网无功控制时存在的不足。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：将电网中的变电站按照母线电压的大小划分为三个等级，即最高电压等级变电站、次高电压等级变电站和低电压等级变电站；

所述最高电压等级变电站是变电站母线电压大于等于第一设定值的变电站；

所述次高电压等级变电站是变电站母线电压小于第一设定值并且大于等于第二设定值的变电站；

所述低电压等级变电站是变电站母线电压小于第二设定值的变电站；

步骤2：将电网划分为若干个互不相交的区域，所述互不相交的区域是指每个区域中的最高电压等级变电站互不相同；

将每个区域划分成若干个互不相交的地区，所述互不相交的地区是指每个地区中的次高电压等级变电站和低电压等级变电站互不相同；

步骤3：在电网调度中心，为每个区域设置一个区域级Agent，为每个地区设置一个地区级Agent，另外设置一个协调级Agent；

所述区域级Agent用于判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，并在区域内最高电压等级变电站的母线电压越限时，对区域内最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置和次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置进行无功电压控制；

所述地区级Agent用于判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，并在地区内次高电压等级变电站的母线电压越限时，对地区内次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置和低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置进行无功电压控制；

所述协调级Agent用于接收区域级Agent发出的电压越限信息，并请求发出电越限信息以外的区域级Agent进行无功电压控制；

步骤4：区域级Agent和地区级Agent根据调度中心采集的基础数据，分别计算区域电网电压/无功灵敏度矩阵和地区电网电压/无功灵敏度矩阵；

步骤5：地区级Agent根据计算得到的地区电网电压/无功灵敏度矩阵，进行地区无功电压控制；

步骤6：区域级Agent根据计算得到的区域电网电压/无功灵敏度矩阵，进行区域无功电压控制。

所述地区无功电压控制包括如下子步骤：

子步骤101：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤102；否则，执行子步骤115；

子步骤102：判断母线电压越限的次高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述次高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤103；否则执行子步骤105；

子步骤103：调节所述次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置；

子步骤104：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤105；否则，执行子步骤115；

子步骤105：地区级Agent所属区域的区域级Agent判断区域内的最高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述最高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤106；否则执行子步骤108；

子步骤106：调节所述最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置；

子步骤107：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤108；否则，执行子步骤115；

子步骤108：地区级Agent根据地区电网电压/无功灵敏度矩阵，将地区内所有低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照灵敏度由大到小的顺序排序；

子步骤109：根据排序后的顺序，依次调节低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至地区内次高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤110：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤111；否则，执行子步骤115；

子步骤111：地区级Agent将电压越限信息发送给地区级Agent所属区域的区域级Agent，区域级Agent计算区域内所述地区级Agent所在地区以外的其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置的电压/无功灵敏度，并将其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照电压/无功灵敏度由大到小的顺序；

子步骤112：根据排序后的顺序，依次调节其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至所述地区级Agent所在地区内的次高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤113：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤114；否则，执行子步骤115；

子步骤114：无功补偿容量不足，根据地区电网电压/无功灵敏度矩阵计算待配置的无功补偿容量；

子步骤115：地区无功电压控制结束。

所述区域无功电压控制包括如下子步骤：

子步骤201：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤202；否则，执行子步骤212；

子步骤202：判断母线电压越限的最高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述最高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤203；否则执行子步骤205；

子步骤203：调节最高电压等级变电站的无功补偿装置；

子步骤204：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤205；否则，执行子步骤212；

子步骤205：区域级Agent根据该区域电网电压/无功灵敏度矩阵，将区域内所有次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照灵敏度由大到小的顺序排序；

子步骤206：根据排序后的顺序，依次调节次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至区域内最高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤207：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤208；否则，执行子步骤212；

子步骤208：区域级Agent将电压越限信息通过协调级Agent发送给其他区域级Agent，其他区域级Agent计算各自区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置的电压/无功灵敏度，并将其他区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照电压/无功灵敏度由大到小的顺序；

子步骤209：根据排序后的顺序，依次调节其他区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至所述区域级Agent所在区域内的最高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤210：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤211；否则，执行子步骤212；

子步骤211：无功补偿容量不足，根据区域电网电压/无功灵敏度矩阵计算待配置的无功补偿容量；

子步骤212：地区无功电压控制结束。

所述调节最高电压等级变电站/次高电压等级变电站/低电压等级变电站的无功补偿装置具体为：

子步骤301：采用公式ΔQ=ΔU×S计算调节量；其中，ΔQ是注入的无功功率调节量，ΔU是母线电压越限值，S是无功补偿装置所属的最高电压等级变电站/次高电压等级变电站/低电压等级变电站对越限母线的无功/电压灵敏度值；

子步骤302：根据调节量调节无功补偿装置。

本发明提供的方法，将大电网分成多个区域，每个区域分为多个地区，区域中的最高电压等级母线电压由无功电压智能系统中的区域级Agent进行无功电压计算分析，生成控制策略；地区中的次高电压等级母线电压由无功智能控制系统中的地区级Agent进行无功电压计算分析，生成控制策略。将大电网定义成为一多个Agent，彼此之间协调控制，并通过Agent本身具有的自治、主动、反应、交互等智能特性，依据节点间电压/无功灵敏度信息，实现对整个系统的电压无功智能控制。这种方法能较好地实现电压调节的分散协调控制问题，在正常和紧急情况下都能取得较好的电压/无功控制效果，具有一定的实用性。

附图说明

图1是基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制方法流程图；

图2是基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制层级示意图；

图3是地区无功电压控制流程图；

图4是区域无功电压控制流程图；

图5是实施例提供的甘肃电网地理接线图；

图6是河西地区越限母线电压控制前后对比图；

图7是敦煌到酒泉线路越限母线电压控制前后对比图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

实施例1

图1是基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制控制方法流程图。如图1所示，本发明提供的方法包括：

步骤1：将电网中的变电站按照母线电压的大小划分为三个等级，即最高电压等级变电站、次高电压等级变电站和低电压等级变电站。

最高电压等级变电站是变电站母线电压大于等于第一设定值的变电站，次高电压等级变电站是变电站母线电压小于第一设定值并且大于等于第二设定值的变电站，低电压等级变电站是变电站母线电压小于第二设定值的变电站。其中，第一设定值和第二设定值根据实际电网情况进行设定。如，大多数电网母线电压分为750KV，330KV和110KV，因此可以将第一设定值设定为750KV，第二设定值设定为330KV。

步骤2：将电网划分为若干个互不相交的区域，所述互不相交的区域是指每个区域中的最高电压等级变电站互不相同。

将每个区域划分成若干个互不相交的地区，所述互不相交的地区是指每个地区中的次高电压等级变电站和低电压等级变电站互不相同。

步骤3：在电网调度中心，为每个区域设置一个区域级Agent，为每个地区设置一个地区级Agent，另外设置一个协调级Agent。

图2是电网无功智能控制系统层级示意图，如图2所示，区域级Agent用于判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，并在区域内最高电压等级变电站的母线电压越限时，对区域内最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置和次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置进行无功电压控制。

地区级Agent用于判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，并在地区内次高电压等级变电站的母线电压越限时，对地区内次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置和低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置进行无功电压控制。

协调级Agent用于接收区域级Agent发出的电压越限信息，并请求发出电越限信息以外的区域级Agent进行无功电压控制。

步骤4：区域级Agent和地区级Agent根据调度中心采集的基础数据，分别计算区域电网电压/无功灵敏度矩阵和地区电网电压/无功灵敏度矩阵。

计算电网的电压/无功灵敏度矩阵有很多手段，常用的方法是，从EMS系统读取电网的电网静、动态数据信息，然后对读取的信息进行筛选和校正处理，生成用于潮流计算的基础数据，最后根据基础数据计算全网的电压/无功灵敏度矩阵S。

其中，全网的电压/无功灵敏度矩阵S的具体计算过程是：设系统共有n个节点，其中包括n_pq个PQ节点、n_pv个PV节点和1个平衡节点，则系统潮流方程的极坐标形式为：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_i=V_i\underset{j\∈N}{\mathrm{\Σ}}{V}_j(G_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}}+B_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}})\\ Q_i=V_i\underset{j\∈N}{\mathrm{\Σ}}{V}_j(G_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}}-B_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}})\end{array}\right.---\left(1\right)$

公式（1）中，P_i和Q_i分别为节点注入的有功功率和无功功率，V_i为节点i的电压幅值，θ_ij为节点i与节点j之间的相角差，G_ij和B_ij分别为节点导纳矩阵元素Y_ij的实部和虚部，N表示与节点i直接相连的节点集合。

将上式在平衡点处线性化可以得到：

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\ΔP}\\ \mathrm{\ΔQ}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{J}_{\mathrm{p\θ}}& J_{\mathrm{pv}}\\ J_{\mathrm{q\θ}}& J_{\mathrm{qv}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ\θ}\\ \mathrm{\ΔV}\end{array}\right]---\left(2\right)$

公式（2）中，ΔP和ΔQ分别为注入节点的有功功率变化量和无功功率变化量，Δθ和ΔV分别为节点电压相角的变化量和电压幅值的变化量，J_pθ、J_qθ、J_pv和J_qv分别是指P-Q分解法（公知技术）得到的雅可比矩阵的四个分块矩阵。

由于电压幅值与无功强耦合，与有功弱耦合，因此只考虑电压与无功的关系，可令有功变化为0，即ΔP≡0，则可以化简得出

$\mathrm{\ΔQ}=[J_{\mathrm{qv}}-J_{\mathrm{q\θ}}{J}_{\mathrm{q\θ}}^{-1}{J}_{\mathrm{qv}}]\mathrm{\ΔV}=\mathrm{M\ΔV}---\left(3\right)$

公式（3）中，M为无功功率对电压幅值的灵敏度矩阵。令S=M^-1，则有

ΔV=M^-1ΔQ=SΔQ        （4）

S即为电压/无功灵敏度矩阵，其元素S_ij表示节点j处的无功功率单位变化时，节点i处的电压幅值变化量。也即电网中节点j处的无功补偿装置注入无功功率对电网中节点j处母线电压的灵敏度值。

步骤5：地区级Agent根据计算得到的地区电网电压/无功灵敏度矩阵，进行地区无功电压控制。

假设地区级Agent11所在地区的次高电压等级变电站的母线电压越限，则结合图2和图3，地区无功电压控制包括如下子步骤：

子步骤101：地区级Agent11判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤102；否则，执行子步骤115。

子步骤102：判断母线电压越限的次高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果次高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤103；否则执行子步骤105。

子步骤103：调节该次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置。

调节次高电压等级变电站无功补偿装置具体为：先采用公式ΔQ=ΔU×S计算调节量；其中，ΔQ是注入的无功功率调节量，ΔU是母线电压越限值，S是无功补偿装置所属的次高电压等级变电站对越限母线的灵敏度值，该值从电压/无功灵敏度矩阵中获取。然后，根据调节量调节无功补偿装置。

子步骤104：地区级Agent11判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤105；否则，执行子步骤115。

子步骤105：向上纵向调节，即地区级Agent11所属区域的区域级Agent1判断区域内的最高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述最高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤106；否则执行子步骤108。

子步骤106：调节该最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置。

调节最高电压等级变电站无功补偿装置具体为：先采用公式ΔQ=ΔU×S计算调节量；其中，ΔQ是注入的无功功率调节量，ΔU是母线电压越限值，S是无功补偿装置所属的最高电压等级变电站对越限母线的灵敏度值，该值从电压/无功灵敏度矩阵中获取。然后，根据调节量调节无功补偿装置。

子步骤107：地区级Agent11判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤108；否则，执行子步骤115。

子步骤108：向下纵向调节，即地区级Agent11根据地区电网电压/无功灵敏度矩阵，将地区内所有低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照灵敏度由大到小的顺序排序。

子步骤109：根据排序后的顺序，依次调节低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至地区内次高电压等级变电站的母线电压不越限为止。

子步骤110：地区级Agent11判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤111；否则，执行子步骤115；

子步骤111：横向调节，即地区级Agent11将电压越限信息发送给地区级Agent11所属区域的区域级Agent1，区域级Agent1计算区域内地区级Agent11所在地区以外的其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置的电压/无功灵敏度，并将其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照电压/无功灵敏度由大到小的顺序。

如图2所述，在本实施例中，区域级Agent1计算区域内地区级Agent11所在地区以外的其他地区的次高电压等级变电站配置的电压/无功灵敏度，实际上就是计算地区级Agent12和地区级Agent13所在地区的次高电压等级变电站配置的电压/无功灵敏度。再将地区级Agent12和地区级Agent13所在地区的次高电压等级变电站配置的电压/无功灵敏度按照由大到小的顺序排序。

子步骤112：根据排序后的顺序，依次调节其地区级Agent12和地区级Agent13所在地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至所述地区级Agent所在地区内的次高电压等级变电站的母线电压不越限为止。

子步骤113：地区级Agent11判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤114；否则，执行子步骤115。

子步骤114：无功补偿容量不足，根据地区电网电压/无功灵敏度矩阵计算待配置的无功补偿容量。

待配置的无功补偿容量的计算公式为ΔQ=ΔU×S_ML。其中ΔQ为待配置的无功补偿容量，ΔU为母线L电压越限值，S_ML为节点M处注入无功功率对母线L电压的灵敏度，S_ML从无功/电压灵敏度矩阵中获得。

子步骤115：地区无功电压控制结束。

步骤6：区域级Agent根据计算得到的区域电网电压/无功灵敏度矩阵，进行区域无功电压控制。

假设区域级Agent1所在区域的最高电压等级变电站的母线电压越限，则结合图2和图4，区域无功电压控制包括如下子步骤：

子步骤201：区域级Agent1判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤202；否则，执行子步骤212。

子步骤202：判断母线电压越限的最高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述最高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤203；否则执行子步骤205。

子步骤203：调节最高电压等级变电站的无功补偿装置。调节方式同子步骤106。

子步骤204：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤205；否则，执行子步骤212。

子步骤205：向下纵向调节，即区域级Agent根据该区域电网电压/无功灵敏度矩阵，将区域内所有次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照灵敏度由大到小的顺序排序。

子步骤206：根据排序后的顺序，依次调节次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至区域内最高电压等级变电站的母线电压不越限为止。

子步骤207：区域级Agent1判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤208；否则，执行子步骤212。

子步骤208：横向调节，即区域级Agent1将电压越限信息通过协调级Agent发送给其他区域级Agent，其他区域级Agent计算各自区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置的电压/无功灵敏度，并将其他区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照电压/无功灵敏度由大到小的顺序。

子步骤209：根据排序后的顺序，依次调节其他区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至所述区域级Agent所在区域内的最高电压等级变电站的母线电压不越限为止。

子步骤210：区域级Agent1判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤211；否则，执行子步骤212。

子步骤211：无功补偿容量不足，根据区域电网电压/无功灵敏度矩阵计算待配置的无功补偿容量。待配置的无功补偿容量的计算方法与子步骤114中记载的待配置的无功补偿容量计算方法相同。

子步骤212：地区无功电压控制结束。

实施例2

下面，按照上述方法，以甘肃电网为例，对本发明提供的方法的具体应用进行说明。图5是实施例提供的甘肃电网地理接线图，如图5所示，甘肃电网最高电压等级750kV母线电压运行允许范围为750kV-800kV，安装有AVC系统的敦煌和酒泉变电站750kV母线电压运行范围为765kV-785kV；甘肃电网次高电压等级主网330kV变电站330kV母线电压运行允许范围为330kV-363kV，河西地区330kV母线电压运行范围为351kV-361kV。

随着风电出力的变化，河西地区330kV母线电压易出现越限，而甘肃主网330、750kV母线电压一般不出现越限情况。当母线电压越限时，应用本发明提供的方法能够使电压合格。例如，河西地区风电出力为50%时，有10条母线电压越限，经过就地控制后，越限母线电压得到改善，如图6所示（图中横坐标为越限母线、纵坐标为母线电压、白色柱状条代表控制前、黑色柱状条代表控制后），均达到合格范围，可见地区级控制策略就地控制能够明显改善电压。

当负载率较高的线路发生N-1故障时，易造成全网部分330、750kV母线电压越限，按照本发明提出的方法进行无功电压控制，能够使越限母线的电压到达合格范围，进一步验证了策略的有效性。例如，750kV敦煌到酒泉线路N-1故障，有8条母线电压越限，经过地区级控制的就地控制和协调控制以后电压均得到明显改善，如图7所示。验证了地区级控制策略的有效性。

本发明提供的方法，有助于提高系统的暂态稳定性。例如，玉门地区330kV玉门到嘉峪关线路单相瞬时短路接地，该Agent控制的动态无功补偿装置投入运行后，暂态过程中的母线电压得到明显提升，玉门330kV母线由暂态过程中的248.4.kV提高为270.60kV，玉门110kV母线由82.50kV提高为91.3kV，昌西330kV母线由257.43kV提高为283.84kV，说明基于多Agent的无功电压智能控制策略有助于提高系统的暂态稳定性。

上述实例分析表明：本方法通过灵敏度线性计算法克服了传统方法计算量大的缺陷，根据供电区间和电压等级将各变电站定义为区域Agent和地区Agent，Agent本身具有自治、主动、反应、交互等特性，在灵敏度系数从高到低控制的协调原则解决分散协调控制电压难以实现的困难，从而实现对整个电网的电压无功智能控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于灵敏度和多Agent的电网无功智能控制方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：将电网中的变电站按照母线电压的大小划分为三个等级，即最高电压等级变电站、次高电压等级变电站和低电压等级变电站；

所述最高电压等级变电站是变电站母线电压大于等于第一设定值的变电站；

所述次高电压等级变电站是变电站母线电压小于第一设定值并且大于等于第二设定值的变电站；

所述低电压等级变电站是变电站母线电压小于第二设定值的变电站；

步骤2：将电网划分为若干个互不相交的区域，所述互不相交的区域是指每个区域中的最高电压等级变电站互不相同；

将每个区域划分成若干个互不相交的地区，所述互不相交的地区是指每个地区中的次高电压等级变电站和低电压等级变电站互不相同；

步骤3：在电网调度中心，为每个区域设置一个区域级Agent，为每个地区设置一个地区级Agent，另外设置一个协调级Agent；

所述区域级Agent用于判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，并在区域内最高电压等级变电站的母线电压越限时，对区域内最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置和次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置进行无功电压控制；

所述地区级Agent用于判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，并在地区内次高电压等级变电站的母线电压越限时，对地区内次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置和低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置进行无功电压控制；

所述协调级Agent用于接收区域级Agent发出的电压越限信息，并请求发出电越限信息以外的区域级Agent进行无功电压控制；

步骤4：区域级Agent和地区级Agent根据调度中心采集的基础数据，分别计算区域电网电压/无功灵敏度矩阵和地区电网电压/无功灵敏度矩阵；

步骤5：地区级Agent根据计算得到的地区电网电压/无功灵敏度矩阵，进行地区无功电压控制；

步骤6：区域级Agent根据计算得到的区域电网电压/无功灵敏度矩阵，进行区域无功电压控制。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是所述地区无功电压控制包括如下子步骤：

子步骤101：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤102；否则，执行子步骤115；

子步骤102：判断母线电压越限的次高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述次高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤103；否则执行子步骤105；

子步骤103：调节所述次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置；

子步骤104：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤105；否则，执行子步骤115；

子步骤105：地区级Agent所属区域的区域级Agent判断区域内的最高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述最高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤106；否则执行子步骤108；

子步骤106：调节所述最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置；

子步骤107：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤108；否则，执行子步骤115；

子步骤108：地区级Agent根据地区电网电压/无功灵敏度矩阵，将地区内所有低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照灵敏度由大到小的顺序排序；

子步骤109：根据排序后的顺序，依次调节低电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至地区内次高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤110：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤111；否则，执行子步骤115；

子步骤111：地区级Agent将电压越限信息发送给地区级Agent所属区域的区域级Agent，区域级Agent计算区域内所述地区级Agent所在地区以外的其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置的电压/无功灵敏度，并将其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照电压/无功灵敏度由大到小的顺序；

子步骤112：根据排序后的顺序，依次调节其他地区的次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至所述地区级Agent所在地区内的次高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤113：地区级Agent判断地区内次高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果地区内次高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤114；否则，执行子步骤115；

子步骤114：无功补偿容量不足，根据地区电网电压/无功灵敏度矩阵计算待配置的无功补偿容量；

子步骤115：地区无功电压控制结束。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是所述区域无功电压控制包括如下子步骤：

子步骤201：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤202；否则，执行子步骤212；

子步骤202：判断母线电压越限的最高电压等级变电站是否配置了可调无功补偿装置，如果所述最高电压等级变电站配置了可调无功补偿装置，则执行子步骤203；否则执行子步骤205；

子步骤203：调节最高电压等级变电站的无功补偿装置；

子步骤204：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤205；否则，执行子步骤212；

子步骤205：区域级Agent根据该区域电网电压/无功灵敏度矩阵，将区域内所有次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照灵敏度由大到小的顺序排序；

子步骤206：根据排序后的顺序，依次调节次高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至区域内最高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤207：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤208；否则，执行子步骤212；

子步骤208：区域级Agent将电压越限信息通过协调级Agent发送给其他区域级Agent，其他区域级Agent计算各自区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置的电压/无功灵敏度，并将其他区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置按照电压/无功灵敏度由大到小的顺序；

子步骤209：根据排序后的顺序，依次调节其他区域内的最高电压等级变电站配置的可调无功补偿装置，直至所述区域级Agent所在区域内的最高电压等级变电站的母线电压不越限为止；

子步骤210：区域级Agent判断区域内最高电压等级变电站的母线电压是否越限，如果区域内最高电压等级变电站的母线电压越限，则执行子步骤211；否则，执行子步骤212；

子步骤211：无功补偿容量不足，根据区域电网电压/无功灵敏度矩阵计算待配置的无功补偿容量；

子步骤212：地区无功电压控制结束。

4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征是所述调节最高电压等级变电站/次高电压等级变电站/低电压等级变电站的无功补偿装置具体为：

子步骤301：采用公式ΔQ=ΔU×S计算调节量；其中，ΔQ是注入的无功功率调节量，ΔU是母线电压越限值，S是无功补偿装置所属的最高电压等级变电站/次高电压等级变电站/低电压等级变电站对越限母线的无功/电压灵敏度值；

子步骤302：根据调节量调节无功补偿装置。

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