專利名稱：220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大電網(wǎng)省地?zé)o功電壓調(diào)控配合的運行管理技術(shù)，具體涉及220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法。
背景技術(shù)：
自動電壓控制(Automatic Voltage Control，簡稱AVC)已逐漸成為無功電壓調(diào)控的主要手段。常規(guī)運行方式下，省調(diào)可以利用AVC，通過現(xiàn)有AVC策略，在較少的無功電壓調(diào)節(jié)代價下，實現(xiàn)電網(wǎng)無功電壓的區(qū)域調(diào)控和就地校正。然而實踐中發(fā)現(xiàn)，在極端運行方式下，現(xiàn)有的AVC策略存在局限，往往難以保證充分利用220kV變電站無功電壓控制設(shè)備來兼顧省地兩級電網(wǎng)無功電壓調(diào)控的需求，難以實現(xiàn)電網(wǎng)無功電壓的全局趨優(yōu)控制。此時雖然變壓器低壓側(cè)電壓\和關(guān)口無功％處在控制策略的合格區(qū)間，變電站存在可用無功資源但無功電壓控制系統(tǒng)卻無作為，導(dǎo)致變壓器高壓側(cè)電壓Vh仍出現(xiàn)了偏高或偏低的調(diào)控失配現(xiàn)象。對下層電網(wǎng)而言，調(diào)節(jié)220kV變電站主變壓器分接頭進行區(qū)域電壓調(diào)控是其協(xié)調(diào)控制策略的最佳選擇，可以整體改善下層電網(wǎng)電壓質(zhì)量而且操作最少，即便該下層電網(wǎng)仍有可投切無功資源，也會維持不動。同時，由于電容器、電抗器、主變壓器分接頭等屬于有限次數(shù)的離散調(diào)節(jié)設(shè)備，需考慮調(diào)節(jié)代價，不宜過于頻繁投切。由于常規(guī)運行方式下，某變電站多一次調(diào)節(jié)或少一次調(diào)節(jié)對于電網(wǎng)整體的節(jié)能降耗影響不大，以致AVC的無功定值合格區(qū)間通常設(shè)置較寬，以致下層無功電壓較易達到合格狀態(tài)而減少調(diào)控設(shè)備的操作。因此，如果關(guān)口電壓高而中低壓側(cè)電壓不越限，只要高壓側(cè)關(guān)口無功不越限，下層電網(wǎng)的無功補償同樣不會做出調(diào)控。但這就破壞了無功就地平衡的優(yōu)化局面，在實際工程中往往表現(xiàn)為下層電網(wǎng)設(shè)備調(diào)控次數(shù)少，并給上層電網(wǎng)調(diào)控帶來了較大難度。對于上層電網(wǎng)，220kV變電站主變壓器高壓側(cè)電壓Vh偏高(或偏低)意味著該區(qū)域無功富余(或緊缺)，若由上層電網(wǎng)來吸收(或下送)，難度將隨著系統(tǒng)負(fù)荷水平變輕(或變重)而增大。而從全網(wǎng)無功優(yōu)化的角度來看，由遠(yuǎn)方發(fā)電廠或者500kV變電站進行無功控制比起各220kV變電站無功就地平衡不利于節(jié)能降耗。因此，實際上上層電網(wǎng)是希望先著手區(qū)域無功調(diào)控力求無功就地平衡，最后進行區(qū)域電壓調(diào)控。更何況，220kV主變壓器調(diào)壓的結(jié)果會導(dǎo)致上下層的無功潮流進一步惡化。尤其在極端運行方式下，隨著下層電網(wǎng)倒送(或消耗)無功的增多，下層電網(wǎng)過分依賴上層電網(wǎng)的調(diào)控，電網(wǎng)損耗增大，嚴(yán)重時將影響電網(wǎng)的電壓安全穩(wěn)定。此時需要下層電網(wǎng)適當(dāng)吸收(發(fā)出)無功功率以支撐上層電網(wǎng)調(diào)控。因此，迫切需要對運行管理中引起的省地兩級電網(wǎng)無功電壓調(diào)控失配風(fēng)險進行定量評估。當(dāng)風(fēng)險沒有超過閾值時，維持現(xiàn)有AVC策略，當(dāng)風(fēng)險超過閾值時，啟動去失配策略， 以解決由于省調(diào)與地調(diào)兩級電網(wǎng)控制策略配合不當(dāng)而發(fā)生無功電壓調(diào)控失配進而影響大電網(wǎng)運行安全和經(jīng)濟性的問題。以優(yōu)化全網(wǎng)無功潮流，改善系統(tǒng)各級電壓水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，對運行管理中引起的省地兩級電網(wǎng)無功電壓調(diào)控失配風(fēng)險進行定量評估，當(dāng)風(fēng)險超過閾值時，啟動去失配策略，用于解決由于省調(diào)與地調(diào)兩級電網(wǎng)控制策略配合不當(dāng)而發(fā)生無功電壓調(diào)控失配進而影響大電網(wǎng)運行安全和經(jīng)濟性的問題。本發(fā)明的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，包括步驟(1)監(jiān)測220kV變電站各時刻的狀態(tài)變量，即主變壓器高壓側(cè)電SVh、主變壓器低壓側(cè)電壓\、關(guān)口無功％和站內(nèi)可用無功補償容量Qc ；(2)計算上述變量的失配指標(biāo)，包括主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λ VH、主變壓器低壓側(cè)電壓失配度λ u、關(guān)口無功失配度λ QH、站內(nèi)可用無功資源失配度Xtje;(3)通過模糊算子實現(xiàn)上述指標(biāo)的整合，獲得該變電站的電壓調(diào)控失配風(fēng)險，即運行失配度S Σ ；(4)當(dāng)運行失配度超過閾值Sci時，若主變壓器高壓側(cè)電壓Vh偏高，即高于軟約束上限VHmax，則退出待切電容器，或投入待投電抗器；若主變壓器高壓側(cè)電壓Vh偏低，即低于軟約束下限VHmin，則退出待切電抗器，或投入待投電容器。上述方法中，220kV變電站所呈現(xiàn)的無功電壓調(diào)控失配是指，在較極端運行方式下，即重載或者輕載，主變壓器低壓側(cè)電壓\和關(guān)口無功％處在控制策略的合格區(qū)間，變電站存在可用無功資源但無功電壓控制系統(tǒng)卻無作為，導(dǎo)致主變壓器高壓側(cè)電壓Vh仍出現(xiàn)了偏高或偏低的調(diào)控失配現(xiàn)象。其中，變電站的相關(guān)變量，即主變壓器高壓側(cè)電SVh、主變壓器低壓側(cè)電壓八、關(guān)口無功％和站內(nèi)可用無功補償容量Qc，反映了形成變電站的無功電壓調(diào)控失配現(xiàn)象的各因素?？蛇\用數(shù)學(xué)工具對各因素引起的失配風(fēng)險進行量化，獲得相應(yīng)的變電站運行失配度指本發(fā)明中變電站相關(guān)運行變量的失配指標(biāo)，包括主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λνΗ、 主變壓器低壓側(cè)電壓失配度λ U、關(guān)口無功失配度Xffil站內(nèi)可用無功資源失配度Xqc(1)主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λ VH的計算將主變壓器高壓側(cè)電SVh代入式(1)，計算獲得主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λνΗ，
權(quán)利要求
1.220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，其特征在于包括以下步驟(1)監(jiān)測220kV變電站各時刻的狀態(tài)變量，即主變壓器高壓側(cè)電SVh、主變壓器低壓側(cè)電壓\、關(guān)口無功％和站內(nèi)可用無功資源的容量％ ；(2)計算上述變量的失配指標(biāo)，包括主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λνΗ、主變壓器低壓側(cè)電壓失配度λ u、關(guān)口無功失配度λ QH、站內(nèi)可用無功資源失配度Xtje;(3)通過模糊算子實現(xiàn)上述指標(biāo)的整合，獲得該變電站的電壓調(diào)控失配風(fēng)險，即運行失配度S ；(4)當(dāng)運行失配度超過閾值\時，若主變壓器高壓側(cè)電壓Vh偏高，即高于軟約束上限Vfcax，則退出待切電容器，或投入待投電抗器；若主變壓器高壓側(cè)電壓Vh偏低，即低于軟約束下限Vllmin，則退出待切電抗器，或投入待投電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，其特征在于所述無功電壓調(diào)控失配為重載或者輕載運行方式下，220kV變電站無功電壓調(diào)控所呈現(xiàn)的失配現(xiàn)象，失配現(xiàn)象為在重載或者輕載運行方式下，主變壓器低壓側(cè)電壓\和關(guān)口無功％處在控制策略的合格區(qū)間，變電站存在可用無功資源但無功電壓控制系統(tǒng)卻無作為，導(dǎo)致主變壓器高壓側(cè)電壓Vh仍出現(xiàn)了偏高或偏低的調(diào)控失配現(xiàn)象。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，其特征在于步驟(2)所述的主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λ VH由以下獲得將主變壓器高壓側(cè)電SVh代入式(1)，計算獲得主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λνΗ，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，其特征在于步驟(2)所述的主變壓器低壓側(cè)電壓失配度λ^和關(guān)口無功失配度Xffil由以下方法獲得將主變壓器低壓側(cè)電壓\代入式O)，計算獲得主變壓器低壓側(cè)電壓失配度λι;將關(guān)口無功％代入式(3)，計算獲得關(guān)口無功失配度Aqh，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，其特征在于步驟(2)所述的站內(nèi)可用無功資源失配度Xtje由以下方式獲得大方式下，將站內(nèi)可用無功資源的容量％代入式G)，獲得站內(nèi)可用無功資源失配度小方式下，將％代入式(5)，獲得站內(nèi)可用無功資源失配度λΘ。，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，其特征在于步驟(3)所述的運行失配度δ￡由以下方法獲得將計算所得的主變壓器高壓側(cè)電壓失配度λ VH、主變壓器低壓側(cè)電壓失配度λι、關(guān)口無功失配度λ QH、站內(nèi)可用無功資源失配度Xtje代入式(6)，計算獲得該變電站的失配風(fēng)險，即運行失配度δ Σ,5 Σ = ( λ (3Η Λ λ VL) g ( λ QC Λ λ (6)式(6)中，Λ和·為模糊算子，Λ取各指標(biāo)中的最小值，·代表普通實數(shù)乘法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，其特征在于步驟(4)所述的運行失配度的閾值δ^是0.5。
全文摘要
本發(fā)明提供的220kV變電站無功電壓調(diào)控去失配方法，對運行管理中引起的省地兩級電網(wǎng)無功電壓調(diào)控失配風(fēng)險進行定量評估，當(dāng)風(fēng)險超過閾值時，啟動去失配策略，用于解決由于省調(diào)與地調(diào)兩級電網(wǎng)控制策略配合不當(dāng)而發(fā)生無功電壓調(diào)控失配進而影響大電網(wǎng)運行安全和經(jīng)濟性的問題，填補了工程界的空白。該方法具體步驟如下首先監(jiān)測220kV變電站的狀態(tài)變量；接著分別計算相應(yīng)的失配指標(biāo)和運行失配度指標(biāo)δ∑；最后在風(fēng)險超過閾值時啟動去失配策略。以優(yōu)化全網(wǎng)無功潮流，改善系統(tǒng)各級電壓水平。
文檔編號H02J3/18GK102570483SQ20121003288
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者張勇軍, 張豪 申請人:華南理工大學(xué)