基于广义向后差分方法的电力调度自动化AVC 闭环控制方法

李 金，李文朝，邱荣福，谢型浪，谢 虎

（1.中国南方电网有限责任公司电力调度控制中心自动化处，广东广州 510663；2.南方电网数字电网研究院有限公司智能输配电与智慧能源应用事业部，广东广州 510663）

为了提升电能资源的利用效率，大多数变电站使用AVC 系统实现对电能的调度[1-3]。AVC 系统可实现电力资源数据的智能采集，方便电网系统的运作，为电力系统运行故障检测提出有效意见，增强电力调度的安全性[4-5]。为此，不少研究学者针对电力系统运行过程中的电力调度自动化AVC 闭环控制方法进行研究，以提升电力调度的操作性能。

由于电力调度自动化AVC 闭环控制方法对于电力调度数据的收集精准度要求较高，在操作的过程中应不断加强对电力调度数据的收集力度，强化内部数据收集功能，获取精确度较高的初始数据[6-7]。目前的电力调度自动化AVC 闭环控制方法对电力系统运行信息的掌控程度较强，能够在一定程度上提升电力调度自动化性能，并查找关联度较高的电网运行数据作为基础参数进行数据信息检验，实现对AVC 闭环控制方法的研究[8]。

传统基于数据传输的电力调度自动化AVC 闭环控制方法利用数据传输功能将收集的数据信息全部录入控制系统中，并及时审核系统中的数据信息，保证数据信息的真实可靠性。传统基于遥感监测的电力调度自动化AVC 闭环控制方法提升了对电网信息的监控性能，精准把握电力运行过程中产生的各种现象，并针对异常现象进行调控处理，提高对电力调度自动化AVC 闭环控制方法的控制性能。但传统方法在研究的同时忽视了对外部电力因素的引导，获取的结果数据控制程度较低，对电力调度信号数据的收集程度较小。针对上述问题，提出一种基于广义向后差分方法的电力调度自动化AVC 闭环控制方法。

1 电力调度数据获取

文中将经过调整的电力调度系统数据转化为运算参数，并通过解析内部参数性能获取电力调度的基础数据。分配电力调度信息，结合电力调度操作稳定性参数进行数据二次收集。调整数据收集状态，对AVC 系统主端电站的电容器进行保护。计算前期操作电压投入数值，将电压数值控制在可控范围内，随时管理电压操作条件，确保电压处于安全数值状态，设置电压监管结构如图1 所示。

图1 电压监管结构图

结合电力调度安全系数开展内部电站安全检验操作[9]，协调电站电压档位，调节振动模块，构建模块调节公式如下：

式中，N表示模块调节数值，P表示电压投入数值，k表示电站电压协调指数，l表示模块参数处理标准系数[10]。

经过以上调整后，管理电力调度自动化AVC闭环控制数据存储模式，实现对控制数据的获取。

2 电力调度自动化AVC闭环控制信息处理

广义向后差分方法作为新颖的数值计算方法，能够提升对电力调度系统运行稳定性的运算效率，在进行稳定性运算的同时提供新的计算数值，并按照数据计算可行性进行标准判断，完善计算信息[11]。

文中基于稳定的电网运行程序，加强对电力系统功能的管理力度。分配AVC 闭环控制信息，将收集的信息数据全部收集至中心控制空间，构建数据信息收集结构如图2 所示。

图2 数据信息收集结构图

强化外部信号干扰数据的清理功能，将与该方法研究无关的数据清除至AVC 闭环控制空间外，及时整理此时的内部电力系统信息。对电力调度内部电压参数进行优化，构建良好的电压调配空间参数。对比电压参数的优化数值与操作数值，控制对比差异率在10%以内[12-13]。

检验不同控制条件下的AVC 闭环控制信息，并将控制信息集中分配至控制处理通道中，根据通道数据处理法则过滤数据信息，保留与控制算法研究相关程度较高的数据信息，实现对电力调度自动化AVC 闭环控制信息的处理[14-15]。

3 电力调度自动化AVC闭环控制算法研究

广义向后差分方法的一般微分方程如下：

式中，x表示整体方程因变量，t表示操作时间，根据不同的自动化AVC 闭环控制内容进行微分调整，控制操作时间范围为0～T。

将实现初始微分的电力调度自动化AVC 闭环控制数据收录至调整空间内。并按照操作需求匹配此时的内部管理数据。查找数据的稳定性因素，并掌握此时的内部电力运行数据状态，根据不同的数据运行状态划分操作空间。管理电力调度自动化AVC 闭环控制空间信息，将空间信息与操控机制相结合，并构建操作矩阵，如式（3）所示。

式中，JI表示矩阵参数，Im表示控制信息数据。在经过上述矩阵结合操作后，调配电力调度空间信息，分析不同区域的电网数据运作模式。分配模式数据，将AVC 闭环控制原则录入模式数据中，并转化模式数据的控制空间系统，将控制空间系统的最小控制值提升至相应的高度。扩展数据流通通道，将符合通道流通的信息传输至通道端口处等待流通[16]。

计算不同控制空间的AVC闭环数据，并对空间内部的控制力度进行整合。按照整合顺序调节控制力度，加强对中心AVC 闭环信息的控制管理力度，强化控制技能。转变控制手段，审核不同区域的控制信息，将符合方案操作的控制信息调整至可操作范围内，实现对电力调度自动化AVC闭环控制算法的研究。

4 实验与研究

根据上述步骤，选取相应的实验参数进行实验研究，为检验文中方法的控制性能，与传统方法进行对比实验，并构建实验的对比参数：控制有效率和电力调度数据信号接收程度。

文中实验环境选择电压值较稳定的虚拟电网环境，利用电力系统内部数据作为相关的操作数据进行实验操作，并研究不同电力系统空间的差异程度，针对差异信息对比数据信息，掌控不同空间的电力数据。电网环境数据操作图如图3 所示。

图3 电网环境数据操作图

整合此时收集的数据，同时调配与收集数据相关程度较高的电力调度数据，将电力调度数据分配至相应的系统空间内部进行数据存储。及时反映存储空间的内部信息，并加强对内部信息的监管力度，防止外部数据的流入。调节电力系统状态，分布式管理AVC 闭环系统的操作位置，并调整位置信息，隐藏实验结构数据，防止数据的操作失误。

根据操作的不同信息内容设置实验参数，如表1所示。

表1 实验参数1

根据表1 所列举的实验参数信息，调节此时的实验操作状态，并平衡电网运行环境与实验所需的运行环境间的关系。结合相关的内容审核数据实现电网运行数据的审核，标准化管理审核的内容信息。将内容信息安置在实验空间内并滤除干扰信号数据，确保实验操作的精准性。管理电网实验环境的监管数据，将处于同种属性的监管数据安放至内部调节中心等待后续实验处理，数据调节图如图4所示。

图4 数据调节图

在实现以上实验操作后，挑选适宜的实验操作数据作为性能对比数据进行实验比较，控制有效率对比图如图5 所示。

图5 控制有效率对比图

根据图5 可知，随着控制时间不断增加，文中方法的控制有效率始终位于传统方法的上方。传统基于遥感监测的电力调度自动化AVC 闭环控制方法具有较高的控制有效率。而传统基于数据传输的电力调度自动化AVC 闭环控制方法的控制有效率较低。造成这种差异的主要原因在于文中方法在研究过程中不断提升内部电力调度管控空间性能，在进行数据管控的同时整理外部操作信息，达到电力调度数据的有效控制，具有较高的控制有效率。传统基于遥感监测的电力调度自动化AVC 闭环控制方法能够结合不同的监测方法进行数据结构性监测，但不能对内部电力调度系统进行实时监控，因此该方法的控制有效率较低。传统基于数据传输的电力调度自动化AVC 闭环控制方法虽调整了电力调度信息，但对于AVC 系统的掌控程度较低，无法实现实验的操作需求，造成其最终控制有效率较低。

在实现首次实验检验后，对其电力调度数据信号接收程度进行实验对比，实验参数表如表2 所示。

表2 实验参数2

利用表2 中的信息构建实验操作模型，同时匹配模型操作方案，将不同方法的实验数据录入统一的操作系统中，并研究操作系统的监管能力，确保操作的安全性。电力调度数据信号接收程度对比图如图6 所示。

图6 电力调度数据信号接收程度对比图

在图6 中，传统基于遥感监测的电力调度自动化AVC 闭环控制方法的电力调度数据信号接收程度较低，传统基于数据传输的电力调度自动化AVC闭环控制方法的电力调度数据信号接收程度较高，而文中方法的电力调度数据信号接收程度均高于其他两种传统方法。由于文中在研究的同时调节了电力调度系统，并综合了区域电力运行机制，因此具有良好的数据信号接收能力。传统基于数据传输的电力调度自动化AVC 闭环控制方法分配了不同的管理信息，在操作的过程中分析了数据传输通道的内部信息，具有良好的数据信号分辨能力，收集了大量的电力调度数据信号。传统基于遥感监测的电力调度自动化AVC 闭环控制方法虽完成了数据信息整合，但对于电力调度数据的监控力度较小，导致了部分数据的流失，造成其最终收集的电力调度数据较少[17-18]。

综上所述，文中基于广义向后差分方法的电力调度自动化AVC 闭环控制方法能够更好地完善AVC 闭环控制空间信息，提升整体控制性功能，在获取精准数据的前提下完成整体研究，具有较高的研究价值。

5 结束语

文中在传统电力调度自动化AVC 闭环控制方法的基础上，提出一种基于广义向后差分方法的电力调度自动化AVC 闭环控制方法，在整合电力调度数据的基础上进行AVC 闭环控制操作，完善操作信息，并强化内部数据处理功能，获取精准度较高的操作数据，能够更好地实现对电力系统内部的监控。实验结果表明，文中方法的控制效果明显优于传统方法。