專利名稱：多級自動電壓無功控制系統(tǒng)avc協(xié)調(diào)控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領域，具體涉及一種多級自動電壓無功控制系統(tǒng)AVC協(xié)調(diào)控制方法。
背景技術：
在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的基礎上，為提高電網(wǎng)運行經(jīng)濟效益，減少有功網(wǎng)損和投資，各種無功優(yōu)化算法和電壓無功自動控制裝置得到了極大發(fā)展，發(fā)揮了很好的作用。目前的研究主要基于最優(yōu)潮流等全局優(yōu)化算法或分區(qū)的協(xié)調(diào)優(yōu)化算法，理論上均可取得較好的控制效果，但在工程應用上還存在難以適應聯(lián)網(wǎng)規(guī)模擴大后計算規(guī)模的爆炸式增長，復雜網(wǎng)絡下難以尋得全局最優(yōu)解等問題。目前的AVC系統(tǒng)基本為兩級控制、三級控制兩種模式，其中三級控制又可以分為硬分區(qū)和軟分區(qū)兩類，我國電網(wǎng)應用較為普遍的是基于軟分區(qū)的三級控制模式。兩級電壓控制模式的主要特點是:電網(wǎng)的調(diào)度控制中心依據(jù)電網(wǎng)運行情況，制定統(tǒng)一的電壓無功控制決策，控制指令直接下發(fā)到各控制設備，如電廠、變電站等，各控制設備按照控制指令進行電壓無功調(diào)節(jié)，進而完成整個電網(wǎng)的電壓無功調(diào)控。這種模式其實質(zhì)就是在線最優(yōu)潮流0PF，結構簡單，易于實施，但也存在收斂性以來狀態(tài)估計結果、計算時間較長難以滿足實時控制要求等問題?？紤]到電壓無功控制具有一定的就地性和可解耦性，法國電力公司(EDF)最早提出三級電壓控制模式:整個控制系統(tǒng)由一級電壓控制、二級電壓控制、三級電壓控制組成，通過電壓無功解耦將電網(wǎng)分為若干二級控制區(qū)，各控制區(qū)選擇I個或多個中樞母線和多臺控制發(fā)電機，在各二級控制區(qū)進行分布式無功電壓優(yōu)化，大大提高了最優(yōu)潮流的計算速度。但是仍存在分區(qū)困難、子系統(tǒng)合并為大系統(tǒng)后收斂性困難等問題。電網(wǎng)處于飛速發(fā)展階段，網(wǎng)架結構變化頻繁，EDF的硬分區(qū)模式難以適應我國電網(wǎng)實際情況，基于軟分區(qū)的三級電壓控制模式應運而生，并在江蘇電網(wǎng)得到了實際應用。隨即在無功電壓分區(qū)算法方面展開了大量研究，諸如模糊聚類、Tabu搜索、免疫-中心點聚類、映射分區(qū)、遺傳算法等等，從理論上均能取得較好的控制效果。該模式存在的問題在于面對海量數(shù)據(jù)時分區(qū)算法的有效性和快速性、以及分區(qū)無功優(yōu)化的結果與整體無功優(yōu)化結果的能效比對等。隨著特高壓電網(wǎng)的逐步建設，特高壓變電站逐步深入部分省級電網(wǎng)，并將實現(xiàn)大區(qū)電網(wǎng)的特高壓交直流混聯(lián)，整個電網(wǎng)覆蓋面積廣，運行方式復雜。基于電網(wǎng)分區(qū)的電壓無功自動控制手段將面臨各特高壓分區(qū)間電壓無功耦合性較強難以實現(xiàn)有效分區(qū)的問題，同時隨著互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的急劇擴大，AVC系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理量激增，對OPF程序的收斂性、快速性等方面均提出了更高要求?；陔娋W(wǎng)分區(qū)的電壓無功控制方法將在智能分區(qū)技術的支撐下，將特高壓電網(wǎng)分為一定數(shù)量的二次電壓控制區(qū)域，并將這些特高壓電網(wǎng)并入該二次電壓控制區(qū)域內(nèi)原有的500kV電網(wǎng)AVC系統(tǒng)統(tǒng)一進行控制，不但面臨全部500kV電網(wǎng)已有AVC系統(tǒng)改造升級問題，同時若形成的新的二級電壓控制區(qū)包括原有的多個500kV電網(wǎng)AVC系統(tǒng)，則實現(xiàn)多個同級AVC系統(tǒng)的協(xié)同也將是面臨的技術和管理難題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種多級自動電壓無功控制系統(tǒng)AVC協(xié)調(diào)控制方法，即承擔聯(lián)網(wǎng)和大范圍輸電任務的特高壓電網(wǎng)建設一級AVC系統(tǒng)，執(zhí)行特高壓電壓等級電網(wǎng)的AVC控制任務，通過合理的分層控制與已有500kV電網(wǎng)AVC系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同控制。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多級自動電壓無功控制系統(tǒng)AVC協(xié)調(diào)控制方法，多級自動電壓無功控制系統(tǒng)AVC協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:(1).設定各特高壓變電站變壓器分接頭檔位；(2).計算得到各特高壓母線的最佳電壓運行值和相鄰特高壓母線間的最佳電壓
差值;(3).通過控制各特高壓變電站站內(nèi)無功補償裝置和電網(wǎng)發(fā)電機動態(tài)無功實現(xiàn)經(jīng)濟壓差算法下的無功實時就地平衡；⑷.特聞壓AVC系統(tǒng)實時向省調(diào)AVC系統(tǒng)傳遞相關省級電網(wǎng)發(fā)電機Ghv的機端電壓、無功功率調(diào)用情況和動態(tài)無功儲備情況；省調(diào)AVC進行電網(wǎng)電壓無功控制時，仍按已有策略執(zhí)行，并對Ghv機組的處理上需進行調(diào)整。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術方案中，在所述步驟I中，特高壓變壓器為無勵磁變壓器，特高壓變壓器的分接頭位置不能由AVC系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)，應結合大小方式電壓調(diào)整的便利性和解并列時的過電壓控制要求來綜合考慮。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術方案中，在所述步驟2中，根據(jù)式I計算各特高壓母線的最佳運行電壓值:
權利要求
1.一種多級自動電壓無功控制系統(tǒng)AVC協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1).設定各特高壓變電站變壓器分接頭檔位； (2).計算得到各特高壓母線的最佳電壓運行值和相鄰特高壓母線間的最佳電壓差值； (3).通過控制各特高壓變電站站內(nèi)無功補償裝置和電網(wǎng)發(fā)電機動態(tài)無功實現(xiàn)經(jīng)濟壓差算法下的無功實時就地平衡； ⑷.特高壓AVC系統(tǒng)實時向省調(diào)AVC系統(tǒng)傳遞相關省級電網(wǎng)發(fā)電機Ghv的機端電壓、無功功率調(diào)用情況和動態(tài)無功儲備情況；省調(diào)AVC進行電網(wǎng)電壓無功控制時，仍按已有策略執(zhí)行，并對Ghv機組的處理上需進行調(diào)整。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟I中，特高壓變壓器為無勵磁變壓器，特高壓變壓器的分接頭位置不能由AVC系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)，應結合大小方式電壓調(diào)整的便利性和解并列時的過電壓控制要求來綜合考慮。
3.根據(jù)權利要求1所述的，其特征在于，在所述步驟2中，根據(jù)式I計算各特高壓母線的最佳運行電壓值:
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟3中，根據(jù)式2至式5實現(xiàn)各特高壓站的無功就地平衡；
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，為實現(xiàn)式(2)的無功就地平衡，需要調(diào)節(jié)特高壓變壓器無功補償投入量Q.，并調(diào)節(jié)電網(wǎng)發(fā)電機組Ghv提供動態(tài)無功Qbqm才能實現(xiàn)無功的實時就地平衡。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟4中，對Ghv機組的處理上需進行的調(diào)整包括:省調(diào)AVC調(diào)用的Ghv機組動態(tài)無功由原有的Q降低Q-Ghv,即需要為特高壓AVC預留控制手段；和省調(diào)AVC實時向特高壓AVC提供相關Ghv機組無功調(diào)用情況和變壓器一側母線電壓變化情況，由特高壓AVC計算該側母線電壓變化對特高壓層面無功就地平衡的影響，微調(diào)Ghv機組實現(xiàn)特高壓層面無功實時分層平衡。
7.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的 方法，其特征在于，電網(wǎng)包括=IOOOkV電網(wǎng)、500kV電網(wǎng)和220kV電網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多級自動電壓無功控制系統(tǒng)AVC協(xié)調(diào)控制方法，針對特高壓和500kV大規(guī)模互聯(lián)電網(wǎng)電壓無功控制要求和500kV電網(wǎng)AVC系統(tǒng)現(xiàn)狀，提出一種多級AVC系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案，即承擔聯(lián)網(wǎng)和大范圍輸電任務的特高壓電網(wǎng)建設一級AVC系統(tǒng)，執(zhí)行特高壓電壓等級電網(wǎng)的AVC控制任務，通過合理的分層控制與已有500kV電網(wǎng)AVC系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同控制。應用本發(fā)明可以實現(xiàn)特高壓層面和500kV電網(wǎng)層面的無功實時分層平衡控制，顯著降低網(wǎng)損，提高電網(wǎng)運行經(jīng)濟效益；同時可實現(xiàn)特高壓電網(wǎng)AVC系統(tǒng)和省級電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的有效銜接，盡量減少對已有省級電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的升級改造工作，大大節(jié)約電網(wǎng)投資。
文檔編號H02J3/18GK103094910SQ20121042477
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權日2012年10月30日
發(fā)明者唐曉駿, 賈京華, 羅紅梅, 程侖, 李再華, 高澤明, 陳會員, 王生彬 申請人:中國電力科學研究院, 河北省電力公司, 國家電網(wǎng)公司