配網作業引流線固定裝置系統優化

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摘要:為提升配網不停電作業的安全性，提出基于電網慣量常態化連續參數估計的配網不停電作業下引流線固定裝置調試系統優化。首先構建隨機頻率擾動下的引流線固定裝置調試的參數調節模型，通過控制系統閉環辨識的方法實現對配網不停電作業引流線固定裝置輸出電壓和電流穩態調節，再通過功率增量特征分析方法，并結合電壓波動的影響因素分析，得到機端電壓參數優化輸出,通過電網等效慣量融合控制，最后，配置隔直裝置，實現配網不停電作業的引流線固定裝置的優化。仿真實驗結果表明，系統輸出穩定性較好，可靠性較強，提高了配網不停電作業的安全性，具有一定實際應用前景。

關鍵詞:參數調節；不停電作業；功率增量；固定裝置；調試系統優化

1引言

我國目前的城市供電中，配電網是主要的網絡，影響電力、電能供應安全性的各項重要指標。隨著帶電作業技術的迅猛發展以及作業項目的不斷增加，配網帶電作業所涉及的領域逐漸向停電作業覆蓋延伸，帶電作業與停電作業的配合施工越來越多，也更加充分發揮了其增供促銷主力軍作用。帶電作業的研宄領域也逐步由如何更好地配合停電作業、如何盡可能地減少停電時間，向如何部分取代進而完全取代停電作業邁進。從而出現了“不停電作業”這一帶電作業的高級理念。而且隨著直流輸電配電網技術的發展，配網不停電作業的重要性越發突出，但目前配網不停電作業的安全性難以得到保障，為此，有必要構建優化的引流線固定裝置調試系統，在配網中進行引流線固定處理，結合輸出功率可靠性調節和自適應控制模型，通過配網不停電作業引流線固定裝置調試控制，構建配網不停電作業引流線固定裝置的參數穩定性調節模型，結合參數自適應調節的方法，實現對配網不停電作業引流線固定裝置的自動化控制[1]。在這種大背景下，配網不停電作業引流線固定裝置設計方法研究受到人們的極大關注。例如，覃華等人研究了核電廠DCS系統調試裝置設計方法，首先介紹了調試裝置的原理,組成,軟硬件結構，再以DCS系統工程調試為例對核電廠DCS系統調試裝置的開發和工程調試進行了分析；張予祥等人設計了一種推進監控裝置輔助調試系統，以提高推進監控裝置的在廠調試效率；劉聰漢研究了多種旁路作業方法在配網不停電作業中的應用，從而得出不同旁路作業方法的適用范圍[2-4]。盡管上述學者對此進行了研究，但上述方法進行配網不停電作業引流線固定裝置調試的輸出自適應性不好，抗干擾性不強。對此，本文提出基于電網慣量常態化連續參數估計的配網不停電作業引流線固定裝置調試系統設計方法。首先構建隨機頻率擾動下的引流線固定裝置調試的參數調節模型，通過控制系統閉環辨識的方法實現對配網不停電作業下的引流線固定裝置輸出電壓和電流穩態調節，通過功率增量特征分析的方法，然后建立引流線固定裝置調試的負荷均衡配置模型，通過電網等效慣量融合控制，配置隔直流裝置，實現配網不停電作業下的引流線固定裝置的優化設計。最后進行仿真測試分析，以證實本文方法在提高配網不停電作業引流線固定裝置調試和優化測控能力方面的優越性能。

2引流線固定裝置的參數調節與辨別模型

2.1引流線固定裝置的參數調節

為設計用于配網不停電作業的引流線固定裝置調試系統，首先構建隨機頻率擾動下的引流線固定裝置調試的參數調節模型，通過控制系統閉環辨識和均衡配置的方法得到F(x)，即配網不停電作業引流線固定裝置調試的梯度函數，根據變壓器的超標特征分量，得到配網不停電作業引流線的電壓閉環分布函數F(xk+1)，借助額外裝置的前提下，得到配網輸出的可靠性耦合狀態函數表示為：(1)式（1）中，ki表示大數據特征集；Xn,表示固定裝置分布集；在此基礎上，利用不同阻抗角求得配網不停電作業引流線的有功-無功的聯合平抑耦合參數模型，表示為：(2)式（2）中，表示配置隔直裝置的特征分量，根據配網不停電作業引流線固定裝置調試的干擾抑制分析，結合隔直/均直裝置混合配置方法，得到配網不停電作業引流線固定裝置的各直流運行工況穩態特征量v(xk)，再根據中性點能承受的最大直流，構建配網不停電作業引流線固定裝置的動態參數調節模型，得到配網不停電作業引流線固定裝置的輸出能量和功率因素分布函數表示為：(3)式（3）中，2F(x)為第k次迭代值。根據繼電保護裝置的動作分量[5]，得到信息分布的長度，通過調節接入的均直裝置的擴頻分量，得到變壓器耐受短路電流為：(4)基于最大偏磁電流檢測，得到配網不停電作業引流線的輸出頻譜響應參數調節函數為：(5)式（5）中，c+1表示第i臺變壓器中性點，c-1表示隨機頻率擾動下的引流線固定特征量，根據調試的參數調節模型，得到參數調節結果從而實現系統的優化控制。

2.2引流線固定裝置的閉環辨識模型

在上述基礎上，通過控制系統閉環辨識的方法實現對配網不停電作業下的引流線固定裝置輸出電壓和電流穩態調節[6]，得到配網不停電作業下的引流線分布結構描述如圖1所示。根據圖1所示的系統結構模型，在直流運行工況下，得到配電網的直流偏磁電流限值控制微分方程描述為：式（6）中，xj、xi分別表示有功的聯合平抑設計大數據特征以及無功的聯合平抑設計大數據特征，根據變壓器中性點的功率增益得到配網不停電作業引流線的裕度函數為：式（7）中，μ為配網不停電作業引流線的幅值，在額定轉速段，結合配網不停電作業引流線固定裝置的程控模型，得到聯合狀態特征方程描述為：式（8）中，、表示電壓閉環控制的兩個序列節點，采用配網不停電作業引流線固定裝置調試，得到慣量滯后映射存在一個能夠滿足配網不停電作業引流線固定裝置調試的分區調節收斂條件的最優解L，利用最優解L得到電壓波動的尋優控制函數：通過控制系統閉環辨識的方法實現對配網不停電作業下的引流線固定裝置輸出電壓，得到閉環辨識模型特征解為：式（10）中，2≤c≤n為固定裝置的特征值，在弱交流系統條件下，可以根據配網不停電作業引流線固定裝置的特征解析控制分布，實現自動化調試。

3固定裝置參數優化與系統優化設計

3.1引流線固定裝置調試參數優化解析

通過功率增量特征分析的方法，建立引流線固定裝置調試的負荷均衡配置模型，得到功率增量特征統計分析函數為：采用有功波動和電壓波動的聯合控制，得到引流線固定裝置調試的鏈路轉化控制模型描述為：式（12）中，xz為引流線固定裝置調試系統的發射功耗，rx為功率因數角，y為恒轉速段控制參數。根據有功波動最大的恒額定轉速參數，得到有功波動的平滑參數公式為：式（13）中，1+γi表示初始迭代時刻系數，βq表示波動分量的融合控制，根據固定裝置的輸出功率，得到無功的解耦控制參數分析模型為：式（14）中，K表示功率波動分量產生的電壓波，采用電壓安全優化方法得到配網不停電作業引流定裝置的輸出穩態函數：式（15）中，ε為配網不停電作業引流定裝置的最小常數，利用該公式得到機端電壓參數優化輸出值。再根據頻率耦合特性，得到引流線固定裝置調試參數優化解模型，以此為系統的優化設計奠定基礎[7]。

3.2系統優化設計實現

利用上述基礎，在恒功率段以前的區域建立引流線固定裝置調試的負荷均衡配置模型，通過電網等效慣量融合控制配置隔直裝置，得到引流線固定裝置的矢量控制狀態方程為：式（16）中，φ表示轉恒轉速區域的線性控制參數。在最大功率跟蹤區域，構建配網不停電作業引流線固定裝置調試的參數配置模型，得到功率波動的幅頻特性。再采用快速傅里葉變換，實現對引流線固定裝置的優化設計，得到反饋調節系統優化設計函數為：式（17）中，a為交流側濾波參數，以此實現配網不停電作業引流線固定裝置調試系統的優化設計。

4仿真實驗與結果分析

為驗證本文方法的有效性，在此進行仿真實驗分析。實驗中取引流線固定裝置的頻率上限為15KHz，低頻段下的功率波動為24KW，輸出有功波動為52KW，特定的功率因數0.373，電壓閉環參數為0.17，其它參數設定數見表1。在上述進行配網不停電作業引流線固定裝置調試參數設定的基礎上，進行引流線固定裝置的調試控制，得到機端電壓調試輸出如圖2所示。分析圖2得知，本文方法與文獻[4]、文獻[5]方法相比，本文方法在進行引流線固定裝置調試時的輸出穩定性較好，無功和有功功率控制能力較強。接下來測試輸出有功功率，得到結果如圖3所示。分析圖3得知，本文方法與傳統方法相比，本文方法的配網不停電作業引流線固定裝置控制輸出功率增益較高，測試輸出穩定性，得到對比結果如圖4所示。分析圖4得知，本文方法與傳統方法相比進行配網不停電作業引流線固定裝置設計，本文方法輸出穩定性較高。

5結束語

構建配網不停電作業引流線固定裝置的參數穩定性調節模型，結合參數自適應調節的方法，實現對配網不停電作業引流線固定裝置的自動化控制，本文提出基于電網慣量常態化連續參數估計的配網不停電作業下引流線固定裝置調試系統設計方法。構建隨機頻率擾動下的引流線固定裝置調試的參數調節模型，采用有功-無功的聯合平抑設計的方法，在弱交流系統條件下，根據配網不停電作業引流線固定裝置的特征解析控制分布，實現自動化調試。研究得知，本文方法進行配網不停電作業引流線固定裝置調試的輸出穩定性較高，可靠性較好。固定裝置的調試的輸出穩定性較好，無功和有功功率控制能力較強。

作者:薛志偉 劉志勇 滕淳先 金桂玥 單位:國網德州供電公司