專利名稱：靜態(tài)混成電壓自控中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的大型區(qū)域電網(wǎng)、省級(jí)電網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)中的電壓無(wú)功自動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的發(fā)展促使人們不斷努力改善電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，尤其是電力市場(chǎng)的出現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求，并使電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題帶有新的特點(diǎn)。一般發(fā)電廠站遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，但由于經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境保護(hù)等的因素，一方面，某些電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展跟不上電力負(fù)荷快速增長(zhǎng)的需要，使得一些傳輸線路處于重載或超載運(yùn)行狀態(tài)；另一方面，電力市場(chǎng)的實(shí)施將會(huì)使負(fù)荷的起落量以及變化的無(wú)序性加大。因此維持系統(tǒng)電壓水平，提高電壓質(zhì)量和保持系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性成為一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
正是在這樣的背景下，本發(fā)明將混成自動(dòng)控制系統(tǒng)的理念引入電壓控制，以離散事件為驅(qū)動(dòng)，提出了靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠和無(wú)功補(bǔ)償器的電壓控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供靜態(tài)混成電壓自控中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法。
本發(fā)明的特征在于，該方法在靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控計(jì)算機(jī)依次按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟(1)初始化設(shè)定①電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，其中包括輸電線路的串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗、并聯(lián)電導(dǎo)和并聯(lián)電納；變壓器的變比和阻抗；并聯(lián)在輸電線路上的電容器和電抗器的阻抗；電力系統(tǒng)的母線節(jié)點(diǎn)的名稱；②在所有母線節(jié)點(diǎn)中設(shè)定關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的個(gè)數(shù)αP、對(duì)應(yīng)的母線名，以及各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVPi[k]，其中i為關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的序號(hào)，i＝1，…，αP，k為采樣時(shí)刻的序號(hào)，下同；③發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)αG和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)αS，以及給定的優(yōu)化潮流下的每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓參考值VGmref[k]和每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓參考值VSnref[k]，其中m為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的序號(hào)，m＝1，…，αG，n為無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的序號(hào)，n＝1，…，αS；給定電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，其中包括各母線節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、有功功率和無(wú)功功率；步驟(2)在第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻，根據(jù)給定的電力系統(tǒng)各母線節(jié)點(diǎn)的電壓電壓、電流和有功功率和無(wú)功功率的數(shù)值，以及電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)形成當(dāng)前電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，導(dǎo)納矩陣B是一個(gè)系數(shù)矩陣，其系數(shù)為B，該導(dǎo)納矩陣B表示如下；B=BDDBDPBDGBDSBPDBPPBFGBPSBGDBGPBGGBGSBSDBSPBSGBSS]]>其中下標(biāo)P代表關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)D代表除關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)外的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)G代表發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)S代表無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)，BDP代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BDP＝BPD，BDG代表發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BDG＝BGD，BDS代表無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BDS＝BSD，BPG代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)和發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BPG＝BGP，BPS代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BPS＝BSP，BGS代表發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BGS＝BSG，BPP、BDD、BGG、BSS分別代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)、其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)、發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)、以及無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)；步驟(3)按照以下公式求出第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻，關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的電壓改變量ΔVP[k]與發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制值ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓控制值ΔVS[k]之間的表達(dá)式ΔVP[k]＝TPGΔVG[k]+TPSΔVS[k]其中ΔVP[k]=ΔVP1[k]ΔVP2[k]···ΔVPαP[k]T,]]>ΔVP[k]為αP維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓控制值，ΔVG[k]=ΔVG1[k]ΔVG2[k]···ΔVGαG[k]T,]]>ΔVG[k]為αG維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓控制值，ΔVS[k]=ΔVS1[k]ΔVS2[k]···ΔVSαS[k]T,]]>ΔVS[k]為αS維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓控制值，TPG=-B~PP-1B~PG,]]>αP×αG維矩陣，
TPS=-B~PP-1B~PS,]]>αP×αS維矩陣，系數(shù)矩陣 為把導(dǎo)納矩陣B中消去除關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)外的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)ΔVD[k]后得到的簡(jiǎn)化矩陣，其系數(shù)為 該系數(shù)矩陣 表示如下；B~=B~PPB~PGB~PSB~GPB~GGB~GSB~SPB~SGB~SS]]>上式中B~PP=BPP-BPDBDD-1BDP,B~PG=BPG-BPDBDD-1BDG,B~PS=BPS-BPDBDD-1BDS,]]>B~GP=BGP-BGDBDD-1BDP,B~GG=BGG-BGDBDD-1BDG,B~PS=BGS-BGDBDD-1BDS,]]>B~SP=BSP-BSDBDD-1BDP,B~SG=BSG-BSDBDD-1BDG,B~SS=BSS-BSDBDD-1BDS;]]>步驟(4)在對(duì)關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的電壓控制量ΔVP[k]做定值控制的同時(shí)，按照下式優(yōu)化各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVS[k]ΔVG[k]=(R1[k])-1Σi=1αPλiTPiG+VGref[k]-VG[k]]]>ΔVS[k]=(R2[k])-1Σi=1αPλiTPiS+VSref[k]-VS[k]]]>其中R1[k]和R2[k]為單位對(duì)角權(quán)矩陣，λi為調(diào)控系數(shù)，i＝1，…，αP，VGref[k]=VG1ref[k]VG2ref[k]···VGαGref[k]T,]]>VGref[k]為αG維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)給定的電壓參考值，VSref[k]=VS1ref[k]VS2ref[k]···VSαSref[k]T,]]>VSref[k]為αS維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)給定的電壓參考值，VG[k]=VG1[k]VG2[k]···VGαG[k]T,]]>VG[k]為αG維列向量，其中每個(gè)元素代表第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的量測(cè)電壓值，VS[k]=VS1[k]VS2[k]···VSαS[k]T,]]>VS[k]為αS維列向量，其中每個(gè)元素代表第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的量測(cè)電壓值；步驟(5)把步驟(4)中得到的ΔVG[k]和ΔVS[k]代入步驟(3)中的ΔVP[k]，求出λi(i＝1，…，αP)，再把λi反代回步驟(4)中的ΔVG[k]和ΔVS[k]，求出發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVS[k]；步驟(6)把步驟(5)中得到的電壓控制量ΔVG[k]和ΔVS[k]做為控制指令輸出。
本發(fā)明采用協(xié)調(diào)優(yōu)化控制手段，提出了靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)電壓安全性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的自動(dòng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，從而保證電壓安全性以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有1)本發(fā)明專利提出的發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器的控制策略，從而保證系統(tǒng)電壓的安全—穩(wěn)定—經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)優(yōu)化，并且本發(fā)明可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算與調(diào)控；2)本發(fā)明提出的靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法是使得電力系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓控制量等于設(shè)定值的同時(shí)，各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓值盡量接近優(yōu)化潮流計(jì)算后的電壓參考值。這意味著電力系統(tǒng)在保證電力系統(tǒng)電壓安全性的前提下，最大程度地保證了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明提出的靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法可以實(shí)用于我國(guó)各大區(qū)域和省級(jí)以及地區(qū)電力系統(tǒng)的靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)之中，并產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。


圖1.本發(fā)明所述方法的硬件平臺(tái)。
圖2.本發(fā)明所述方法的程序流程框圖。
圖3.6機(jī)22母線系統(tǒng)接線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的靜態(tài)混成電壓自控中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法的主要實(shí)現(xiàn)方式如圖1所示。
本發(fā)明按照以下幾個(gè)階段實(shí)施(流程參見(jiàn)圖2)步驟1在離線狀態(tài)下，給出電力系統(tǒng)有關(guān)電壓質(zhì)量、電壓安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面的指標(biāo)(a)給定電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；(b)給定的關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)αP以及對(duì)應(yīng)的母線名，以及各關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)的控制量ΔVPi[k]；(c)給定的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)αG和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)αS，以及給定的優(yōu)化潮流下每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓參考值VGmref[k]和每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓參考值VSnref[k]；步驟2根據(jù)給定的電力系統(tǒng)各母線節(jié)點(diǎn)的電壓電壓、電流、有功功率和無(wú)功功率的數(shù)值以及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可以形成當(dāng)前電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣B；步驟3根據(jù)當(dāng)前電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣寫出電力系統(tǒng)快速分解法的Q-V迭代方程；步驟4對(duì)上步得到的Q-V迭代方程進(jìn)行消去負(fù)荷節(jié)點(diǎn)ΔVD[k]的計(jì)算，最后得到ΔVP[k]的表達(dá)式
ΔVP[k]=-B~PP-1B~PGΔVG[k]-B~PP-1B~PSΔVS[k]]]>=TPGΔVG[k]+TPSΔVS[k]]]>步驟5為了使得各關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)的電壓控制量等于ΔVPi[k]的同時(shí)，各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓值盡量接近優(yōu)化潮流計(jì)算后的電壓參考值，我們求解以下的優(yōu)化問(wèn)題min12(ΔV^GT[k])R1[k](ΔV^G[k])+12(ΔV^ST[k])R2[k](ΔV^S[k])s.t.ΔVP[k]-TPGΔVG[k]-TPSΔVS[k]=0]]>其中V^G[k]=VGref[k]-VG[k]-ΔVG[k]]]>V^S[k]=VSref[k]-VS[k]-ΔVS[k]]]>可以得到ΔVG[k]=(R1[k])-1Σi=1αPλiTPiG+VGref[k]-VG[k]---(a)]]>ΔVS[k]=(R2[k])-1Σi=1αPλiTPiS+VSref[k]-VS[k]---(b)]]>ΔVP[k]＝TPGΔVG[k]+TPSΔVS[k](c)步驟6將公式(a)和公式(b)代入公式(c)，可以求出λi(i＝1，…，αP)，再將λi反代回公式(a)和公式(b)，從而得到發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVS[k]；步驟7得到發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVS[k]之后，將作為控制指令輸出；為了驗(yàn)證所提出的靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制方法的效果，我們進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究，仿真測(cè)試系統(tǒng)采用6機(jī)22母線系統(tǒng)(如圖3所示)。
設(shè)定在k＝0時(shí)刻，(a)仿真測(cè)試系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)見(jiàn)表1，(b)給定的關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為2，分別為11號(hào)母線節(jié)點(diǎn)和16號(hào)母線節(jié)點(diǎn)，以及11號(hào)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVP11
＝0.0528，16號(hào)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVP-16
＝0.0414；(c)給定的電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)控制節(jié)點(diǎn)有5個(gè)，分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)節(jié)點(diǎn)，無(wú)功補(bǔ)償器控制節(jié)點(diǎn)1個(gè)，為6號(hào)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)在優(yōu)化潮流下各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的電壓參考值VG1ref
=1.00000,VG2ref
=1.06375,]]>VG3ref
=0.99703,VG4ref
=1.10000,VG5ref
=1.10000,]]>無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓參考值VS1ref
=1.07302;]]>給定該系統(tǒng)各母線節(jié)點(diǎn)的電壓電壓、電流和有功功率和無(wú)功功率的實(shí)時(shí)數(shù)值見(jiàn)表2；經(jīng)過(guò)靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控計(jì)算機(jī)處理，得到各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVG1
＝-0.0086，ΔVG2
＝0.0744，ΔVG3
＝-0.0213，ΔVG4
＝0.0735，ΔVG5
＝0.0306，無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVS1
＝0.0356，以上控制量作為控制指令輸出。
6機(jī)22母線系統(tǒng)在接收以上控制指令后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整。在k＝1時(shí)刻得到各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的電壓為VG1[1]＝0.9914，VG2[1]＝1.0435，VG3[1]＝0.9787，VG4[1]＝1.08955，VG5[1]＝1.07967，無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓為VS1[1]＝1.0356，同時(shí)11號(hào)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓VP11[1]＝1.06053，16號(hào)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓VP16[1]＝1.03934。
VP11[1]-VP11
＝1.06053-1.00834＝0.05219VP16[1]-VP16
＝1.03934-0.99849＝0.04085k＝0時(shí)刻電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)有功損耗值Sloss
＝0.474，在k＝1時(shí)刻電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)有功損耗值Sloss[1]＝0.411。
仿真測(cè)試結(jié)果表明靜態(tài)混成電壓自控中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法使得電力系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓控制量等于設(shè)定值的同時(shí)，各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓值盡量接近優(yōu)化潮流計(jì)算后的電壓參考值，從而在保證電力系統(tǒng)電壓安全性的前提下，最大程度地保證了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
表1.線路參數(shù)


表2.潮流數(shù)據(jù)

權(quán)利要求
1.靜態(tài)混成電壓自控中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控方法，其特征在于，該方法在靜態(tài)混成自動(dòng)電壓控制中間層發(fā)電機(jī)組和無(wú)功補(bǔ)償器調(diào)控計(jì)算機(jī)中依次按以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟(1)初始化設(shè)定①電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，其中包括輸電線路的串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗、并聯(lián)電導(dǎo)和并聯(lián)電納；變壓器的變比和阻抗；并聯(lián)在輸電線路上的電容器和電抗器的阻抗；電力系統(tǒng)的母線節(jié)點(diǎn)的名稱；②在所有母線節(jié)點(diǎn)中設(shè)定關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的個(gè)數(shù)αP、對(duì)應(yīng)的母線名，以及各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVPi[k]，其中i為關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的序號(hào)，i＝1，…，αP，k為采樣時(shí)刻的序號(hào)，下同；③發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)αG和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)αS，以及給定的優(yōu)化潮流下的每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓參考值VGmref[k]和每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓參考值VSnref[k]，其中m為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的序號(hào)，m＝1，…，αG，n為無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的序號(hào)，n＝1，…，αS；給定電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，其中包括各母線節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、有功功率和無(wú)功功率；步驟(2)在第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻，根據(jù)給定的電力系統(tǒng)各母線節(jié)點(diǎn)的電壓電壓、電流和有功功率和無(wú)功功率的數(shù)值，以及電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)形成當(dāng)前電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，導(dǎo)納矩陣B是一個(gè)系數(shù)矩陣，其系數(shù)為B，該導(dǎo)納矩陣B表示如下；B=BDDBDPBDGBDSBPDBPPBFGBPSBGDBGPBGGBGSBSDBSPBSGBSS]]>其中下標(biāo)P代表關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)D代表除關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)外的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)G代表發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，下標(biāo)S代表無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)，BDP代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BDP＝BPD，BDG代表發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BDG＝BGD，BDS代表無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BDS＝BSD，BPG代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)和發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BPG＝BGP，BPS代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BPS＝BSP，BGS代表發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納矩陣系數(shù)，BGS＝BSG，BPP、BDD、BGG、BSS分別代表關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)、其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)、發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)、以及無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)之間的自導(dǎo)納矩陣系數(shù)；步驟(3)按照以下公式求出第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻，關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的電壓改變量ΔVP[k]與發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制值ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓控制值ΔVS[k]之間的表達(dá)式ΔVP[k]＝TPGΔVG[k]+TPSΔVS[k]其中ΔVP[k]=ΔVP1[k]ΔVP2[k]···ΔVPαP[k]T,]]>ΔVP[k]為αP維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓控制值，ΔVG[k]=ΔVG1[k]ΔVG2[k]···ΔVPαG[k]T,]]>ΔVG[k]為αG維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓控制值，ΔVS[k]=ΔVS1[k]ΔVS2[k]···ΔVSαS[k]T,]]>ΔVS[k]為αS維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓控制值，TPG=-B~PP-1B~PG,]]>αP×αG維矩陣，TPS=-B~PP-1B~PS,]]>αP×αS維矩陣，系數(shù)矩陣 為把導(dǎo)納矩陣B中消去除關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)以外的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)ΔVD[k]后得到的簡(jiǎn)化矩陣，其系數(shù)為 該系數(shù)矩陣 表示如下；B~=B~PPB~PGB~PSB~GPB~GGB~GSB~SPB~SGB~SS]]>上式中B~PP=BPP-BPDBDD-1BDP,B~PG=BPG-BPDBDD-1BDG,B~PS=BPS-BPDBDD-1BDS,]]>B~GP=BGP-BGDBDD-1BDP,B~GG=BGG-BGDBDD-1BDG,B~PS=BGS-BGDBDD-1BDS,]]>B~SP=BSP-BSDBDD-1BDP,B~SG=BSG-BSDBDD-1BDG,B~SS=BSS-BSDBDD-1BDS,]]>步驟(4)在對(duì)關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)P的電壓控制量ΔVP[k]做定值控制的同時(shí)，按照下式優(yōu)化各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓控制量ΔVS[k]ΔVG[k]=(R1[k])-1Σi=1αPλiTPiG+VGref[k]-VG[k]]]>ΔVS[k]=(R2[k])-1Σi=1αPλiTPiS+VSref[k]-VS[k]]]>其中R1[k]和R2[k]為單位對(duì)角權(quán)矩陣，λi為調(diào)控系數(shù)，i＝1，…，αP，VGref[k]=VG1ref[k]VG2ref[k]···VGαGref[k]T,]]>VGref[k]為αG維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)給定的電壓參考值，VSref[k]=VS1ref[k]VS2ref[k]···VSαSref[k]T,]]>VSref[k]為αS維列向量，其中每個(gè)元素代表每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)給定的電壓參考值，VG[k]=VG1[k]VG2[k]···VGαG[k]T,]]>VG[k]為αG維列向量，其中每個(gè)元素代表第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的量測(cè)電壓值，VS[k]=VS1[k]VS2[k]···VSαS[k]T,]]>VS[k]為αS維列向量，其中每個(gè)元素代表第k個(gè)采樣間隔后的當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的量測(cè)電壓值；步驟(5)把步驟(4)中得到的ΔVG[k]和ΔVS[k]代入步驟(3)中的ΔVP[k]，求出λi(i＝1，…，αP)，再把λi反代回步驟(4)中的ΔVG[k]和ΔVS[k]，求出發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVG[k]和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)電壓控制量ΔVS[k]；步驟(6)把步驟(5)中得到的電壓控制量ΔVG[k]和ΔVS[k]做為控制指令輸出。
全文摘要
本發(fā)明屬于電網(wǎng)電壓無(wú)功自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于在對(duì)關(guān)鍵母線節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行定值控制的同時(shí)，用優(yōu)化算法對(duì)各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行優(yōu)化控制，使得的設(shè)定的各發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和無(wú)功補(bǔ)償器節(jié)點(diǎn)的電壓盡量接近優(yōu)化潮流算得的參考值，從而保證電力系統(tǒng)電壓的安全－穩(wěn)定－經(jīng)濟(jì)三者協(xié)調(diào)優(yōu)化。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101034812SQ20071009878
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者胡偉, 梅生偉, 陳穎, 張雪敏, 盧強(qiáng) 申請(qǐng)人:清華大學(xué)