專利名稱：增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于高壓電網(wǎng)的電抗器領(lǐng)域控制技術(shù)，具體的說是一種增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法。
背景技術(shù)：
隨著對環(huán)境保護的重視和大電網(wǎng)互聯(lián)、電力市場的發(fā)展，電力系統(tǒng)越來越靠近其穩(wěn)定邊界運行。這給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了新的挑戰(zhàn)。當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的約束條件被破壞時，電網(wǎng)就可能失去穩(wěn)定，甚至發(fā)生大面積停電事故。在這種形勢下，研制新型的無功補償設(shè)備及其新的控制方法實現(xiàn)增強系統(tǒng)穩(wěn)定性勢在必行。阻抗分級式并聯(lián)可控電抗器和磁控連續(xù)式并聯(lián)可控電抗器(以下簡稱為可控電抗器，其輸出無功功率的范圍為[Q_tMllable.min Q。?！?_])，是一種新的用于超高壓電網(wǎng)的無功補償設(shè)備，該設(shè)備為電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論和電磁感應(yīng)技術(shù)等融合而成，不僅可以直接并聯(lián)接入超\特高壓電網(wǎng)，而且具有阻抗可調(diào)等特性?？煽仉娍蛊魍ㄟ^接入點(或掛點)注入無功，改變電網(wǎng)的參數(shù)，實現(xiàn)對無功潮流的控制，不僅是一種可靠地抑制由于高壓長線路對地電容引起的工頻過電壓、平衡非對稱運行的沖擊和抑制功率振蕩等控制手段，而且在靜態(tài)穩(wěn)定的前提下，進一步提高系統(tǒng)最大傳輸容量、降低網(wǎng)損或者增加系統(tǒng)阻尼，提高暫態(tài)穩(wěn)定性等。因此可控電抗器對系統(tǒng)的影響程度及其控制方式成為當(dāng)前研究的重點和熱點之一。其主要作用如下:(I)降低輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng)產(chǎn)生的容性無功功率，以降低工頻過電壓。(2)改善長輸電線路上的電壓分布，抑制工頻穩(wěn)態(tài)過電壓。(3)使輕負(fù)荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動，同時也減輕了線路上的功率損失。(4)在大機組與系統(tǒng)并列時降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機同期并列。(5)防止發(fā)電機帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象。(6)當(dāng)采用電抗器中性點經(jīng)小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于線路重合閘。針對可控電抗器的控制，目前可控電抗器的控制方式如下:(I)自動恒電壓(2)自動恒無功(3)手動恒觸發(fā)角度⑷手動恒勵磁電流不過，無論國內(nèi)和國外的控制方式，均未能充分地利用可控電抗器的可控特性，沒有考慮可控電抗器投入或者調(diào)節(jié)時間段內(nèi)，電網(wǎng)的穩(wěn)定狀況和可控電抗器的調(diào)節(jié)是否影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中可控電抗器控制方法沒有考慮可控電抗器投入或者調(diào)節(jié)時間段內(nèi)，電網(wǎng)的穩(wěn)定狀況和可控電抗器的調(diào)節(jié)是否影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性等不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明一種增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法包括以下步驟:從局部系統(tǒng)級控制的角度，根據(jù)電網(wǎng)的本地量測量，形成等值模型；在上述等值模型的基礎(chǔ)上，形成穩(wěn)定域，進行穩(wěn)定評估，得到穩(wěn)定指標(biāo)；根據(jù)穩(wěn)定指標(biāo)，計算出設(shè)備級的具體控制量；根據(jù)具體控制量對可控電抗器實施平滑調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的無沖擊調(diào)節(jié)。等值模型的形成是在可控電抗器接入點的本地電氣量測量的基礎(chǔ)上進行基于戴維南原理的等值變換，包括以下步驟:在可控電抗器的接入點導(dǎo)入實時數(shù)據(jù)，形成本地量測量的數(shù)據(jù)庫；根據(jù)本地量測量的實時數(shù)據(jù)，形成連續(xù)兩次的本地量測量仏^.,，UloaiH ；Iloait,Iload.t—I ; Sload.t，Sload.t—I， 其中UlMd.t表示t時刻負(fù)荷的電壓量,UltjaiH表示t-1時刻負(fù)荷的電壓量；IiMd.t表示t時刻負(fù)荷的電流量表示t-Ι時刻負(fù)荷的電流量；SlMd.t表示t時刻負(fù)荷的功率值A(chǔ)ltjadH表示t-1時刻負(fù)荷的功率值；把電網(wǎng)分為等值電源和等值負(fù)荷，運用戴維南等值原理，形成等值數(shù)學(xué)方程，再運用參數(shù)跟蹤辨識技術(shù)將等值數(shù)學(xué)方程的參數(shù)進行實時跟蹤辨識，得到待求量，矣_即為戴維南等值內(nèi)阻抗和等值電源，將等值內(nèi)阻抗和等值電源代入等值數(shù)學(xué)方程，得到等值模型。所述在上述等值變換的基礎(chǔ)上，形成穩(wěn)定域包括以下步驟:在基于戴維南原理的等值模型的基礎(chǔ)上，形成關(guān)于可控電抗器接入點的數(shù)學(xué)方程:
權(quán)利要求
1.一種增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特征在于包括以下步驟: 從局部系統(tǒng)級控制的角度，根據(jù)電網(wǎng)的本地量測量，形成等值模型；在上述等值模型的基礎(chǔ)上，形成穩(wěn)定域，進行穩(wěn)定評估，得到穩(wěn)定指標(biāo)；根據(jù)穩(wěn)定指標(biāo)，計算出設(shè)備級的具體控制量；根據(jù)具體控制量對可控電抗器實施平滑調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的無沖擊調(diào)節(jié)。
2.按權(quán)利要求1所述的增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特征在于:等值模型的形成是在可控電抗器接入點的本地電氣量測量的基礎(chǔ)上進行基于戴維南原理的等值變換，包括以下步驟: 在可控電抗器的接入點導(dǎo)入實時數(shù)據(jù)，形成本地量測量的數(shù)據(jù)庫； 根據(jù)本地量測量的實時數(shù)據(jù)，形成連續(xù)兩次的本地量測量
3.按權(quán)利要求1所述的增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特征在于:所述在上述等值變換的基礎(chǔ)上，形成穩(wěn)定域包括以下步驟: 在基于戴維南原理的等值模型的基礎(chǔ)上，形成關(guān)于可控電抗器接入點的數(shù)學(xué)方程:
4.按權(quán)利要求1所述的增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特征在于:所述根據(jù)具體控制量對可控電抗器實施平滑調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的無沖擊調(diào)節(jié)，包括以下步驟: 根據(jù)上級電網(wǎng)調(diào)度指令、開關(guān)位置和當(dāng)前狀態(tài)，在穩(wěn)定域的范圍內(nèi)、邊界及范圍外控制可控電抗器直流勵磁系統(tǒng)或者可控電抗器控制繞組的旁路開關(guān)來實現(xiàn)對可控電抗器的控制，具體為: I)在穩(wěn)定域的范圍內(nèi)，根據(jù)穩(wěn)定指標(biāo)的大小，進行恒電壓、恒無功、恒功率角、穩(wěn)定增強型控制以及優(yōu)化控制； 2)在穩(wěn)定域的邊界上，進行預(yù)防性控制； 3)在穩(wěn)定域范圍外，進行校正型控制； 4)在線路故障或線路充電時，進行緊急控制方式。
5.按權(quán)利要求4所述的增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特征在于:所述優(yōu)化控制為: 基于等值模型，建立局部網(wǎng)絡(luò)潮流方程；基于電網(wǎng)約束條件和調(diào)度指令，以最小網(wǎng)損或電壓質(zhì)量為優(yōu)化指標(biāo)，在可控電抗器的可調(diào)阻抗的范圍內(nèi)進行控制。
6.按權(quán)利要求4所述的增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特征在于:所述預(yù)防型控制為:電網(wǎng)穩(wěn)定指標(biāo)已經(jīng)在穩(wěn)定域邊界附近，通過計算可控電抗器當(dāng)前可控量的大小和當(dāng)前校正穩(wěn)定指標(biāo)到穩(wěn)定域內(nèi)所需要的可控量；根據(jù)上述可控量對可控電抗器進行調(diào)節(jié)。
7.按權(quán)利要求4所述的增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特征在于:所述校正型控制為:電網(wǎng)穩(wěn)定指標(biāo)已經(jīng)在穩(wěn)定域邊界附近，通過計算可控電抗器當(dāng)前可控量的大小和當(dāng)前校正穩(wěn)定指標(biāo)到穩(wěn)定域內(nèi)所需要的可控量；根據(jù)上述可控量對可控電抗器進行調(diào)節(jié)，使穩(wěn)定指標(biāo)調(diào)整到穩(wěn)定域。
8.按權(quán)利要求4所述的增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法，其特片在于:所述緊急控制方式為:通過可控電抗器接入點的本地電氣量信息或者繼電保護的信號，作為啟動緊急控制的標(biāo)示，通過可控電抗器阻抗值的調(diào)節(jié)達到迅速降低線路阻抗，增強系統(tǒng)的同步轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
本發(fā)明一種增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的可控電抗器的控制方法包括以下步驟從局部系統(tǒng)級控制的角度，根據(jù)電網(wǎng)的本地量測量，形成等值模型；在上述等值模型的基礎(chǔ)上，形成穩(wěn)定域，進行穩(wěn)定評估，得到穩(wěn)定指標(biāo)；根據(jù)穩(wěn)定指標(biāo)，計算出設(shè)備級的具體控制量；根據(jù)具體控制量對可控電抗器實施平滑調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的無沖擊調(diào)節(jié)。本發(fā)明方法克服了以往不考慮可控電抗器接入點的電網(wǎng)狀態(tài)及其調(diào)節(jié)量對電網(wǎng)影響控制粗糙性，實現(xiàn)了增強電網(wǎng)穩(wěn)定性的控制方式。
文檔編號H02J3/00GK103178514SQ20111043876
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者董坤, 謝志迅, 周文, 劉步峰, 顧新波, 曲通, 吳英石 申請人:特變電工沈陽變壓器集團有限公司