基于低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)降低(dī)配網電(diàn)壓自動控制(zhì)的應用難度和(hé)成本。

AVC概念

電(diàn)力系統自動電(diàn)壓控制(zhì)AVC（Automatic Voltage Control）是指電(diàn)力系統實時(shí)監視(shì)和(hé)控制(zhì)系統的運行(xíng)狀态信息，實時(shí)分析電(diàn)網的電(diàn)壓無功運行(xíng)狀況，在此基礎上(shàng)給出電(diàn)壓無功調整策略，使電(diàn)網盡可(kě)能地運行(xíng)在最優狀态，提高(gāo)電(diàn)網運行(xíng)的經濟性和(hé)安全性。

AVC在數(shù)學上(shàng)可(kě)以描述為(wèi)一個(gè)非線性規劃問題，可(kě)以提高(gāo)電(diàn)網運行(xíng)的經濟性為(wèi)優化目标，以電(diàn)網運行(xíng)的安全性和(hé)控制(zhì)變量的調整範圍為(wèi)約束條件，實現全網電(diàn)壓和(hé)無功的優化控制(zhì)。

為(wèi)什麽要實施配電(diàn)網AVC

2021年3月15日，中央财經委員會(huì)第九次會(huì)議強調把碳達峰碳中和(hé)納入生(shēng)态文明(míng)建設整體(tǐ)布局，指出要構建以新能源為(wèi)主體(tǐ)的新型電(diàn)力系統。新能源發電(diàn)具有(yǒu)随機性、間(jiān)歇性和(hé)波動性，高(gāo)比例并入配電(diàn)網會(huì)引起電(diàn)壓波動、電(diàn)壓穩定性問題。此外，新能源在用戶側分散接入後，若其不能完全由本地負荷消納将會(huì)導緻反向潮流和(hé)電(diàn)壓升高(gāo)甚至越限，直接影(yǐng)響用戶的正常用電(diàn)，同時(shí)造成網損增加。

傳統的調壓控制(zhì)對象主要為(wèi)帶有(yǒu)載調壓分接頭(OLTC)的變壓器(qì)和(hé)電(diàn)容器(qì)，調節方式是離散、粗顆粒的，且無快速無功調節能力，無法适應新能源導緻的電(diàn)壓波動；同時(shí)感性無功設備的缺乏使得(de)傳統電(diàn)壓控制(zhì)難以應對電(diàn)壓偏高(gāo)問題。

在上(shàng)述背景和(hé)問題下，将配電(diàn)網納入AVC協調控制(zhì)的範圍內(nèi)，充分發揮海量分布式新能源裝置內(nèi)含的無功調節能力，是提升新型電(diàn)力系統電(diàn)壓穩定性的重要措施。

傳統配網AVC技(jì)術(shù)的局限性

傳統的配網AVC架構如下圖所示。前置機由高(gāo)性能的PC服務器(qì)組成，對AVC自動控制(zhì)進行(xíng)邏輯控制(zhì)判别，并進行(xíng)優化計(jì)算(suàn)，生(shēng)成最優的調節策略，通(tōng)過網絡向受控設備下發調節命令。

但(dàn)該種控制(zhì)架構在配網分布式電(diàn)源大(dà)量接入後主要存在以下兩個(gè)問題：

1）集中計(jì)算(suàn)建模難、求解難。大(dà)量分布式電(diàn)源的接入，使得(de)配電(diàn)網中可(kě)控設備數(shù)量大(dà)幅增加。如果依然采用傳統的數(shù)據采集-上(shàng)傳-統一求解-結果下發的AVC控制(zhì)模式，則需要對大(dà)量的分布式電(diàn)源進行(xíng)精确建模，需要耗費大(dà)量的人(rén)力物力。即使完成了設備建模，由于AVC計(jì)算(suàn)是一個(gè)非線性優化問題，對大(dà)量的分布式電(diàn)源同時(shí)進行(xíng)求解容易造成維數(shù)災，難以及時(shí)準确地獲得(de)結果。

2）無功本地性強，統一集中計(jì)算(suàn)求解的計(jì)算(suàn)結果可(kě)能不盡準确，如果能直接在本地進行(xíng)平衡，可(kě)以取得(de)更好的效果。

低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)與配網AVC相結合

低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)結合配網AVC的控制(zhì)架構如下圖所示。

低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)在配網AVC中的應用，主要具有(yǒu)以下3個(gè)優點：

1）分布式平衡，易于建模求解。低(dī)代碼控制(zhì)模塊以台區(qū)為(wèi)單位，對無功數(shù)據進行(xíng)采集、通(tōng)信、優化求解、下發指令等操作(zuò)。上(shàng)層隻需計(jì)算(suàn)控制(zhì)策略，具體(tǐ)控制(zhì)指令由低(dī)代碼控制(zhì)模塊計(jì)算(suàn)，實現了無功功率就地平衡與電(diàn)壓自動控制(zhì)。由于低(dī)代碼控制(zhì)模塊将配網AVC以台區(qū)為(wèi)單位進行(xíng)切割，每個(gè)台區(qū)所擁有(yǒu)的分布式電(diàn)源相對有(yǒu)限，輔以低(dī)代碼控制(zhì)器(qì)的高(gāo)性能計(jì)算(suàn)設備，有(yǒu)效避免了傳統控制(zhì)架構的建模難、求解難這一問題。

2）無需編程，便于運維人(rén)員維護。低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)采用AOE有(yǒu)向圖進行(xíng)控制(zhì)，通(tōng)過提供通(tōng)用數(shù)學運算(suàn)操作(zuò)具體(tǐ)實現數(shù)學模型。因此理(lǐ)論上(shàng)僅需用戶對可(kě)變的控制(zhì)數(shù)學模型部分采用接近數(shù)學公式的形式進行(xíng)低(dī)代碼配置即可(kě)實現控制(zhì)功能，而無需進行(xíng)複雜的程序編寫。這一特點不僅易于布置，更便于後期運維人(rén)員進行(xíng)維護。

3）成本低(dī)，細顆粒調節。低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)由浙江大(dà)學SGOOL團隊研發，經過大(dà)量項目使用，具有(yǒu)極強的通(tōng)用性與擴展性。相較于投入大(dà)量成本時(shí)間(jiān)研發一套獨立系統，采用成熟的低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)可(kě)以有(yǒu)效控制(zhì)成本。相較于大(dà)系統，低(dī)代碼控制(zhì)模塊分布式控制(zhì)也可(kě)以對無功功率進行(xíng)更細顆粒度的調節。

低(dī)代碼的配網AVC功能配置

低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)基于事件驅動和(hé)AOE技(jì)術(shù)實現，其理(lǐ)論基礎是：所有(yǒu)的控制(zhì)策略均可(kě)以抽象為(wèi)數(shù)學模型，所有(yǒu)實際的控制(zhì)過程可(kě)以體(tǐ)現為(wèi)控制(zhì)器(qì)對控制(zhì)對象和(hé)環境狀态變化的事件做(zuò)出的響應，且實際的控制(zhì)均有(yǒu)一定的實施流程，因此采用事件驅動的AOE網可(kě)對實際控制(zhì)流程進行(xíng)描述，其中将控制(zhì)對象的測點信息與數(shù)學模型相關聯完成事件驅動，通(tōng)過提供通(tōng)用數(shù)學運算(suàn)操作(zuò)具體(tǐ)實現數(shù)學模型，因此理(lǐ)論上(shàng)僅需用戶對可(kě)變的控制(zhì)數(shù)學模型部分采用接近數(shù)學公式的形式進行(xíng)低(dī)代碼配置即可(kě)實現控制(zhì)功能，而無需進行(xíng)複雜的程序編寫。

配網AVC的一個(gè)典型AOE網絡結構如下圖所示，該網絡為(wèi)有(yǒu)向無環圖，其中每個(gè)節點表示一個(gè)事件，每條邊表示一個(gè)動作(zuò)，邊的方向表示節點所表示的事件之間(jiān)的遞進和(hé)遷移關系。進一步，在AOE控制(zhì)網絡中，節點表示事件，其中首節點事件的發生(shēng)由被控對象的狀态變化引起，邊表示對事件的響應控制(zhì)操作(zuò)。

基于低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)，将控制(zhì)策略轉化為(wèi)AOE網絡形式後即可(kě)在文本文件中按照标準化格式對網絡進行(xíng)配置，無需進行(xíng)編程。這種方式能夠靈活适用于配網AVC複雜多(duō)樣的控制(zhì)場(chǎng)景，清晰地顯示控制(zhì)邏輯，提升控制(zhì)策略設計(jì)效率，方便業務人(rén)員應用，降低(dī)研發人(rén)力成本。

後續，團隊将繼續緻力于研究低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)與配網AVC的結合應用，為(wèi)研制(zhì)高(gāo)可(kě)靠性、應用簡單、功能全面、擴展性強、低(dī)成本的配網AVC終端提供技(jì)術(shù)支持。