自律分散的电压/无功协调控制机理与方法研究

电网互联为一体，而各区域电网的电压/无功控制中心在进行本区域电压/无功调节时，彼此之间却往往缺少有效的协调，这可能造成无功分布的不合理，导致控制振荡，甚至增加电网瓦解的风险。本研究根据分解协调计算的思想构建适应于多区域电压/无功协调控制的快速建模和仿真方法，所建模型通过尽量少的数据交互就可实现各区域安全指标和经济指标的综合提高；基于自适应支配域搜索技术思想，并融入超体积因子(Hypervolume indicator)互动式搜索技术提高寻优效率，实现多空间区域、多时间尺度电压/无功控制的矢量寻优；通过构建自律分散的协调平台，实现多电压/无功控制中心的分散自治及角色的可互换性，进而达到慢过程的无功优化和快过程的安全控制之间的协调。本研究面向智能电网背景下的电压/无功协调控制技术，具有较高的工程应用价值，体现了多学科的交叉渗透研究，力争取得原创性成果。

本项目的研究内容：（1）优化网损与电压稳定裕度的电压/无功分解协调快速计算模型；（2）基于超体积因子的电压/无功协调控制快速矢量寻优；（3）基于自律分散控制思想的电压/无功动态控制体系。研究目标：（1）根据分解协调计算的思想，研究电压/无功协调控制的特征化信息，以实现电压/无功协调控制的自适应、分布式快速建模和仿真；（2）针对多区域电压/无功协调控制中，在经济性、安全性等多种控制目标方面表现出的复杂性，采用支配域思想，引入超体积因子对寻优过程进行矢量控制，建立电压/无功控制的协调互动决策机制和理论；（3）基于自律分散控制的思想，归纳出电压/无功协调控制的自律表达应用模式，实现慢过程的无功优化和快过程的安全控制之间的协调。.本项目提出了ε超体积因子搜索技术；优化网损与电压稳定裕度的电压/无功分解协调快速计算模型等新技术,取得的成果有:.(1)针对电压/无功协调控制的复杂性，引入超体积因子对寻优过程进行评估，验证了超体积因子技术应用于电压/无功协调互动决策的可行性与有效性；.(2)探索了超体积因子技术应用到多区域电压/无功协调控制中时，对寻优过程进行评估的可行性与有效性；.(3)针对分布式电源（Distributed Generators ：DG）引入后的电压控制问题，针对性的研究了以PV节点处理的DG节点的角色自律表达，推导了一种DG节点无功功率增量的计算公式，验证了其可行性和效率；.(4)提出 ε超体积因子概念，并证明其值与ε近似解集存在严格的“单调”关系，进而提出一种基于ε超体积因子的电压/无功协调控制算法；.(5)利用JADE开发平台，初步建立了基于多代理技术的自律分散控制平台，系统采用分布式结构，可扩展性强，并通过网络复电重构验证了该平台的合理性，下一步将研究其在电压无功优化中的性能。.(6)推导了基于L指标的节点最优无功注入量和对应电网有功网损最小时的节点最优无功注入量，证明了静态电压稳定指标具有凸函数特征，进而根据分解协调计算思想，设计了兼顾电压静态稳定性和经济性的互联电网区域电压/无功协调控制模型。.该项目的研究，共培养硕士5名，博士1名，在国际学术期刊、国际会议及国内核心期刊上发表论文11篇，被SCI收录4篇、EI收录4篇，申报发明专利4项，已获授权2项。