專利名稱：一種電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)供電質(zhì)量和可靠性要求的提高，電壓成為衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。 保證用戶處的電壓接近額定值，成為電力系統(tǒng)運(yùn)行控制的基本任務(wù)。而電力系統(tǒng)的電 壓水平取決于系統(tǒng)無(wú)功功率的平衡，維持電網(wǎng)正常運(yùn)行下的無(wú)功功率平衡是改善和提 高電壓質(zhì)量的基本條件。
在聯(lián)系電網(wǎng)和用戶的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中加入電壓無(wú)功綜合控制功能，而變電站 自動(dòng)化系統(tǒng)中電壓無(wú)功綜合控制的基本原理是實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)側(cè)無(wú)功和低壓側(cè)母線電 壓，然后根據(jù)調(diào)節(jié)判據(jù)得出控制方法(調(diào)節(jié)主變壓器分接頭或投切電容器)，改變無(wú)功
分布并調(diào)節(jié)電壓，保證電壓合格和無(wú)功基本平衡。其中電壓u取值于主變壓器低壓側(cè)
對(duì)應(yīng)母線的線電壓，無(wú)功Q則取值于變壓器高壓側(cè)無(wú)功功率。
目前，較多的電壓無(wú)功綜合控制產(chǎn)品采用基于九區(qū)圖(即常說(shuō)的"井字圖")的 控制策略，九區(qū)圖法控制策略是按照固定的電壓和無(wú)功(或變電站進(jìn)線端功率因數(shù)) 上下限將電壓-無(wú)功平面劃分為9個(gè)區(qū)域，見(jiàn)附圖l，其中中間的區(qū)域(即第9區(qū))為最 佳工作區(qū)(或正常工作區(qū))，其余八個(gè)區(qū)為不正常工作區(qū)，通過(guò)調(diào)節(jié)主變壓器分接頭 及并聯(lián)電容器的投切，使系統(tǒng)盡可能運(yùn)行在最佳工作區(qū)。電壓無(wú)功綜合控制產(chǎn)品一般 會(huì)根據(jù)變壓器低壓側(cè)母線電壓V、變壓器高壓側(cè)無(wú)功功率Q、時(shí)間、負(fù)荷率、開(kāi)關(guān)信 息、有載調(diào)壓變壓器分接頭檔位和電容器投切等多因素進(jìn)行綜合判斷，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 判斷當(dāng)前的運(yùn)行區(qū)域，再按照一定的控制方案，閉環(huán)地控制站內(nèi)并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投 切及有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)節(jié)，以最優(yōu)的控制順序和最少的動(dòng)作次數(shù)使運(yùn)行點(diǎn)進(jìn) 入到第9區(qū)(正常工作區(qū))。但是傳統(tǒng)九區(qū)圖法由于未考慮無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)電壓的影響及電 壓調(diào)節(jié)對(duì)無(wú)功的影響，實(shí)際使用時(shí)會(huì)造成振蕩、裝置頻繁動(dòng)作的現(xiàn)象。例如在附圖2 中，如系統(tǒng)運(yùn)行于A點(diǎn)(位于AUq小區(qū)，AUq為投入l組電容器所引起的電壓變化 量)，電壓接近上限而無(wú)功嚴(yán)重不足，根據(jù)3區(qū)的控制方案，將投入l組電容器進(jìn)行無(wú) 功補(bǔ)償，引起電壓升高，則投電容后運(yùn)行點(diǎn)將可能進(jìn)入2區(qū)而非9區(qū)(也可能進(jìn)入l 區(qū))；裝置再根據(jù)2區(qū)的控制方案(下調(diào)分接頭降壓)使運(yùn)行點(diǎn)可能又回到AUq小區(qū)， 如此反復(fù)，從而產(chǎn)生振蕩動(dòng)作。又例如在附圖2中，如系統(tǒng)運(yùn)行于B點(diǎn)(位于AQu小區(qū)，AQu為上調(diào)l檔分接頭所引起的無(wú)功變化量)，電壓越下限而無(wú)功接近上限，根 據(jù)5區(qū)的控制方案，應(yīng)先上調(diào)分接頭升壓，引起無(wú)功變大，則上調(diào)分接頭后，運(yùn)行點(diǎn)有 可能進(jìn)入3區(qū)；而根據(jù)3區(qū)的控制方案先投電容，若無(wú)電容可投，則下調(diào)分接頭。如果 無(wú)足夠的電容可投，則下調(diào)分接頭，運(yùn)行點(diǎn)就又可能回到AQu小區(qū)，從而產(chǎn)生振蕩。
針對(duì)傳統(tǒng)九區(qū)圖法對(duì)于某些區(qū)對(duì)控制的結(jié)果產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象以及裝置頻繁動(dòng)作的缺 陷，對(duì)傳統(tǒng)的九區(qū)圖進(jìn)行了改進(jìn)，見(jiàn)附圖3所示。其增加了2-3和6-7兩個(gè)小區(qū)作為防振 區(qū)，AUq為投切l(wèi)組電容器所引起的電壓變化最大量。當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)位于2-3 (或6-7)小區(qū) 內(nèi)時(shí)，控制方案為下調(diào)分接頭降壓或上調(diào)分接頭升壓。
還有人提出了較附圖3更完善的改進(jìn)的九區(qū)圖(實(shí)質(zhì)為13區(qū)域圖法)，見(jiàn)附圖4， 其中，AU為投切1組電容器引起的電壓最大變化量；AQ為調(diào)節(jié)l檔分接頭引起的無(wú)功 最大變化量。
更為改進(jìn)的策略是在9區(qū)圖中再細(xì)分8個(gè)小區(qū)，采用17區(qū)域圖法的控制策略，見(jiàn)附 圖5所示，Q+ (Q-)表示無(wú)功越上限(下限)，U+ (U-)表示電壓越上限(下限)。 每個(gè)區(qū)的控制方案可自動(dòng)整定，也可手動(dòng)整定。自動(dòng)整定時(shí)可按5種方式進(jìn)行只考慮 電壓、只考慮無(wú)功、電壓優(yōu)先、無(wú)功優(yōu)先、綜合考慮。
然而這些改進(jìn)的控制策略存在的一個(gè)普遍問(wèn)題是控制為單向控制，認(rèn)為AUu、 A Uq、 AQu、 AQq為恒定值，電壓無(wú)功綜合控制將一直使用這些定值。而這些定值與實(shí) 際值的誤差往往會(huì)導(dǎo)致裝置的誤動(dòng)作或振蕩動(dòng)作。
所以，常用的上述九區(qū)圖法控制策略存在著投切振蕩、裝置頻繁調(diào)節(jié)的缺陷，雖 進(jìn)行了改進(jìn)(如采用17區(qū)域圖法)，仍存在不少弊端。傳統(tǒng)九區(qū)圖法和改進(jìn)九區(qū)圖法 的電壓無(wú)功綜合控制切換控制方法為
步驟一設(shè)定切換周期，例如N秒；
步驟二啟動(dòng)一個(gè)切換周期，并對(duì)變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無(wú)功 功率Q進(jìn)行采樣；
步驟三記錄每次采樣數(shù)據(jù)所在區(qū)域
步驟四在一個(gè)切換周期內(nèi)采樣點(diǎn)連續(xù)落在某一區(qū)域(第九區(qū)之外的)，則啟動(dòng) 控制策略(切換);
其切換控制方法流程圖見(jiàn)附圖6，傳統(tǒng)切換控制方法存在的問(wèn)題是
如果采樣點(diǎn)在邊界處晃動(dòng)，連續(xù)在某一區(qū)域的時(shí)間不能達(dá)到設(shè)定切換周期，那么 就無(wú)法啟動(dòng)切換控制策略。而此時(shí)的無(wú)功是不經(jīng)濟(jì)的，電壓質(zhì)量是不好的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種針對(duì)九區(qū)圖法或改進(jìn)型 九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制時(shí)如何啟動(dòng)切換控制策略的電壓無(wú)功綜合控制切換控制方法，該方法特別是針對(duì)運(yùn)行點(diǎn)在各區(qū)臨界處晃動(dòng)時(shí)如何判斷切換控制策略時(shí)非常經(jīng)濟(jì) 有效。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法， 其特征在于由以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟一設(shè)定切換周期和啟動(dòng)切換的概率臨界值；
步驟二啟動(dòng)一個(gè)切換周期，并對(duì)變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無(wú)功 功率Q進(jìn)行采樣；
步驟三計(jì)算在一個(gè)設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運(yùn)行點(diǎn)在在九區(qū)圖或改進(jìn)的九區(qū)圖中
不同區(qū)域的停留概率；
步驟四將上述最大的停留概率與啟動(dòng)切換的概率臨界值比較；
步驟五如果其概率大于臨界^^則啟動(dòng)切換策略，將運(yùn)行點(diǎn)向最佳工作區(qū)方向切換。
述步驟三中計(jì)算停留概率可以采用以下步驟實(shí)現(xiàn)
步驟(-)為九區(qū)圖中每一個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)記錄采樣點(diǎn)在相應(yīng)區(qū)域停留時(shí)間的計(jì)時(shí)
器；
步驟(二)在一個(gè)切換周期內(nèi)分別記錄每個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)總值；
步驟曰將每個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)總值除以切換周期即得到采樣點(diǎn)在九區(qū)圖中每個(gè)區(qū) 域的停留概率。
上述步驟三中停留概率也可以采用以下方法來(lái)計(jì)算
步驟(-)為九區(qū)圖中每一個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)記錄采樣點(diǎn)在相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行采樣次數(shù)的 計(jì)數(shù)器；
步驟(二)在一個(gè)切換周期內(nèi)分別記錄每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)總值；
步驟曰將所有計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)總值累加得到在一個(gè)切換周期內(nèi)采樣點(diǎn)采樣次數(shù)總 和。 '
步驟(姊將每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)總值除以采樣次數(shù)總和即得到采樣點(diǎn)在九區(qū)圖中每 個(gè)區(qū)域的停留概率。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)計(jì)算在設(shè)定切換周期內(nèi)對(duì)釆樣的運(yùn)行 點(diǎn)在各一區(qū)域停留的概率，將其中最大的概率與設(shè)定的啟動(dòng)動(dòng)作的概率限值比較，如 果超過(guò)限制，則啟動(dòng)切換策略，將運(yùn)行點(diǎn)向最佳工作區(qū)方向動(dòng)作，能有效避免現(xiàn)有技 術(shù)中如果采樣點(diǎn)在邊界處晃動(dòng)，連續(xù)在某一區(qū)域的時(shí)間不能達(dá)到設(shè)定切換周期，那么 就無(wú)法啟動(dòng)切換控制策略的缺點(diǎn)。


圖l為傳統(tǒng)九區(qū)圖法示意圖2為傳統(tǒng)九區(qū)圖法運(yùn)行點(diǎn)處于第3區(qū)和第5區(qū)時(shí)示意圖3為改進(jìn)的九區(qū)圖法一示意圖4為改進(jìn)的九區(qū)圖法二示意圖5為十七區(qū)域圖法示意圖6為現(xiàn)有技術(shù)中電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法流程圖7為本發(fā)明實(shí)施例中電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供了一種電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法，該方法首先會(huì)設(shè)定一個(gè)固定時(shí)間 的切換周期和當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)不在最佳工作區(qū)時(shí)啟動(dòng)切換的概率臨界值，并為九區(qū)圖中每一 個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)記錄采樣點(diǎn)在相應(yīng)區(qū)域停留時(shí)間的計(jì)時(shí)器或記錄采樣點(diǎn)在相應(yīng)區(qū)域進(jìn) 行采樣次數(shù)的計(jì)數(shù)器，其工作流程始于啟動(dòng)一個(gè)切換周期l，并對(duì)變壓器低壓側(cè)母線電 壓V和變壓器高壓側(cè)無(wú)功功率Q進(jìn)行采樣2，根據(jù)采樣數(shù)據(jù)判斷運(yùn)行點(diǎn)所在區(qū)域3，然后 將采樣時(shí)間或本次采樣計(jì)入該區(qū)域的計(jì)時(shí)器或計(jì)數(shù)器4，待一個(gè)設(shè)定切換周期結(jié)束后， 計(jì)算在一個(gè)設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運(yùn)行點(diǎn)在九區(qū)圖或改進(jìn)的九區(qū)圖中不同區(qū)域的停留
概率5;然后將這個(gè)最大概率與啟動(dòng)切換的概率臨界值比較6;如果這個(gè)最大停留概率 大于啟動(dòng)切換的概率臨界值，判斷上述最大的停留概率所在區(qū)域是否為非最佳工作區(qū) 域7，如果不是最佳工作區(qū)，則啟動(dòng)切換策略，將運(yùn)行點(diǎn)向最佳工作區(qū)方向切換8;如 果最大的停留概率所在區(qū)域?yàn)樽罴压ぷ鲄^(qū)，就不用啟動(dòng)切換策略9;如果最大停留概率 小于啟動(dòng)切換的概率臨界值，也不用啟動(dòng)切換策略9，詳見(jiàn)圖7所示。
上述計(jì)算在一個(gè)設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運(yùn)行點(diǎn)在九區(qū)圖或改進(jìn)的九區(qū)圖中不同區(qū) 域的停留概率5的方法中，當(dāng)采用計(jì)時(shí)器記錄采樣時(shí)間時(shí)，其計(jì)算方法如下在一個(gè)切
換周期內(nèi)分別記錄每個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)總值，將每個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)總值除以切換周期即
得到采樣點(diǎn)在九區(qū)圖中每個(gè)區(qū)域的停留概率；當(dāng)采用計(jì)數(shù)器記錄采樣次數(shù)時(shí)，其計(jì)算 方法如下在一個(gè)切換周期內(nèi)分別記錄每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)總值，然后將所有計(jì)數(shù)器的 計(jì)數(shù)總值累加得到在一個(gè)切換周期內(nèi)采樣點(diǎn)采樣次數(shù)總和，最后將每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù) 總值除以采樣次數(shù)總和即得到采樣點(diǎn)在九區(qū)圖中每個(gè)區(qū)域的停留概率。
權(quán)利要求
1、一種電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法，其特征在于由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一設(shè)定切換周期和啟動(dòng)切換的概率臨界值；步驟二啟動(dòng)一個(gè)切換周期，并對(duì)變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無(wú)功功率Q進(jìn)行采樣；步驟三計(jì)算在一個(gè)設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運(yùn)行點(diǎn)在九區(qū)圖或改進(jìn)的九區(qū)圖中不同區(qū)域的停留概率；步驟四將上述最大的停留概率與啟動(dòng)切換的概率臨界值比較；步驟五如果其概率大于臨界值，則啟動(dòng)切換策略，將運(yùn)行點(diǎn)向最佳工作區(qū)方向切換。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法，其特征在于所述步驟三中 計(jì)算停留概率采用以下步驟步驟(-)為九區(qū)圖中每一個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)記錄采樣點(diǎn)在相應(yīng)區(qū)域停留時(shí)間的計(jì)時(shí)器；步驟(二)在一個(gè)切換周期內(nèi)分別記錄每個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)總值；步驟(三)將每個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)總值除以切換周期即得到采樣點(diǎn)在九區(qū)圖中每個(gè)區(qū) 域的停留概率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法，其特征在于所述步驟三中 計(jì)算停留概率采用以下步驟-步驟(-)為九區(qū)圖中每一個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)記錄采樣點(diǎn)在相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行采樣次數(shù)的 計(jì)數(shù)器；步驟(二)在一個(gè)切換周期內(nèi)分別記錄每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)總值；步驟曰將所有計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)總值累加得到在一個(gè)切換周期內(nèi)采樣點(diǎn)采樣次數(shù)總和。步驟(鳴將每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)總值除以采樣次數(shù)總和即得到采樣點(diǎn)在九區(qū)圖中每 個(gè)區(qū)域的停留概率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓無(wú)功調(diào)節(jié)切換控制方法，其包括以下步驟步驟一設(shè)定切換周期和啟動(dòng)切換的概率臨界值；步驟二啟動(dòng)一個(gè)切換周期，并對(duì)變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無(wú)功功率Q進(jìn)行采樣；步驟三計(jì)算在一個(gè)設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運(yùn)行點(diǎn)在九區(qū)圖或改進(jìn)的九區(qū)圖中不同區(qū)域的停留概率；步驟四將上述最大的停留概率與啟動(dòng)切換的概率臨界值比較；步驟五如果其概率大于臨界值，則啟動(dòng)切換策略，將運(yùn)行點(diǎn)向最佳工作區(qū)方向切換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能有效避免現(xiàn)有技術(shù)中如果采樣點(diǎn)在邊界處晃動(dòng)，連續(xù)在某一區(qū)域的時(shí)間不能達(dá)到設(shè)定切換周期，那么就無(wú)法啟動(dòng)切換控制策略的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101207286SQ20071004806
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
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