日前，“復雜電網自律—協(xié)同無功電壓自動控制系統(tǒng)關鍵技術及應用”成果鑒定會在清華大學舉行。據悉，這一成果極大地提高了電網運行的安全性與經濟性，目前已在22個省級電網得到推廣應用，一年幫助江蘇電網節(jié)約近億度電的損耗，并實現了我國先進電網控制系統(tǒng)對美國的首例輸出，“使得中國在電壓控制領域遙遙領先于世界”。
以前我國采取依靠人工、分散控制的方法，實時控制電網。在各級電網的控制中心和發(fā)電廠、變電站等地方，都有24小時值班的調度操作人員，一旦發(fā)現問題，就逐級打電話，要求相應單位進行調整。這種方式不僅耗費巨大的人力，依賴于調度人員的經驗，而且并不能從有利于整個電網全局的角度做出有效的協(xié)調。
因此，讓電壓控制從人工走向自動，顯得尤為必要——對實時采集到的電網數據進行分析，利用有效的算法形成決策，并對電網中的各類無功電壓控制設備進行協(xié)調控制，以使得整個電網時時刻刻處于最佳的電壓狀態(tài)，保障電網運行的安全和經濟。
然而，要實現系統(tǒng)級的自動電壓控制，并不容易。首先，控制對象很復雜，尤其近年來我國風機裝機容量位居世界首位，光伏裝機占第二位。然而，風、光發(fā)電等可再生能源的輸入是間歇性的，會引起電網電壓的快速、大幅度波動，甚至誘發(fā)大規(guī)模連鎖脫網事故，給安全運行帶來威脅，這成為我國大規(guī)?？稍偕茉唇尤腚娋W的主要障礙之一；第二，控制模式復雜，我國的互聯(lián)大電網是由空間上分布的多級控制中心共同調度的，如何協(xié)調是難題；第三，這還是一個復雜的數學問題，本身求解起來就有難度。
“我們采用了‘自律+協(xié)同’的技術路線。控制對象復雜，我們就根據特性將其分成不同的群，做自律控制，從而使問題簡化。但又不能放任每個部分各自為政，就再通過方法將他們協(xié)同起來，勁往一處使，保障電網在更大范圍內實現優(yōu)化的電壓分布，達到全局最優(yōu)的目標。”清華大學電機系教授、該成果的項目負責人孫宏斌說。
在實際應用中，這套系統(tǒng)能夠顯著降低電網輸送過程中的損耗。據統(tǒng)計，該系統(tǒng)在江蘇電網投運后，一年節(jié)約近1億度電的損耗，相當于年節(jié)省開支約5000萬元。美國PJM電網持續(xù)半年的運行數據也表明，該系統(tǒng)實現的節(jié)能降損收益約850萬美元，同時，5個關鍵輸電通道的傳輸極限分別提高了7.6%至16.1%，供電可靠性大大提高。“目前，中國的電網每年損耗大約是3600億度電，相當于每人每天浪費了1度電。自動電壓控制系統(tǒng)不需要增加任何設備投入，僅通過控制的手段就能顯著降低損耗。”孫宏斌說。
