專利名稱：一種基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及地區(qū)電網電壓無功控制方法和系統(tǒng)領域，尤其涉及的是一種可消除反調現(xiàn)象、減小調節(jié)損耗的變電站電壓無功控制方法和系統(tǒng)。
背景技術：
自20世紀70年代以來，國內外對地區(qū)電網電壓無功控制有大量研究，已有大量變電站級電壓無功綜合控制裝置(VQC, Voltage Quality Control)開發(fā)成功，VQC對提高電壓合格率和降低網損都有很大的作用，同時可減少運行人員工作量，并在35 220kV變電站得到了廣泛的應用。地區(qū)電網電壓無功控制是以變電站為中心，通過調節(jié)有載調壓變壓器分接頭檔位 和控制低壓無功補償設備的工作狀態(tài)，維持受控低壓母線電壓和從電網注入主變高壓側的無功功率在規(guī)定的范圍內。隨著電網自動化技術的發(fā)展，全網電壓無功控制技術逐漸成熟。目前，VQC的控制策略主要是按變電站低壓側電壓和高壓側注入無功綜合進行調整，根據(jù)已知的電壓上下限和無功上下限范圍，綜合邏輯判據(jù)把電壓和無功平面分割成九個控制區(qū)，每個區(qū)域和一種控制策略相對應，以實現(xiàn)對有載調壓變壓器和電容器的調節(jié)，達到電壓合格和注入無功合格的目的。如圖I和2所示，圖I是現(xiàn)有技術中地區(qū)電網變電站的典型接線方式圖，圖2是現(xiàn)有技術中變電站VQC模塊的九區(qū)分割圖，圖I中的U1和Qh分別代表主變低壓側母線電壓和高壓側從電網注入的無功功率，其他字母代號為本領域所熟知，在此不再贅述；圖2中電壓的上下限(Ulmaj^PUlmin)和無功功率的上下限(Qhmaj^PQhmin)主要由該電網對該變電站的運行要求決定的，由電網運行調度部門下發(fā)到變電站。變電站VQC模塊的控制策略主要是按電壓和無功上下限曲線綜合進行調整，即按照九區(qū)分割圖或其擴展形式。變電站綜合自動控制策略的判別量是實時監(jiān)測的無功Qh和電壓U1兩個量，根據(jù)已知的電壓上下限(Ulmax和Ulmin)和無功上下限(Qhmaj^PQhmin)范圍，綜合邏輯判據(jù)把電壓和無功平面分割成九個控制區(qū)，每個區(qū)域與一種控制策略相對應，以實現(xiàn)對有載調壓變壓器變比和低壓并聯(lián)電容電抗器的調節(jié)。變電站VQC模塊的調節(jié)控制策略主要是基于這種九區(qū)分割圖，其動作規(guī)則如下I)當運行區(qū)為O區(qū)時，表明變電站電壓和注入無功均合格，不需要進行控制。2)當運行區(qū)為I區(qū)時，表明電壓越上限，需要將變壓器高壓側抽頭升檔。3)當運行區(qū)為5區(qū)時，表明電壓越下限，需要將變壓器高壓側抽頭降檔。4)當運行區(qū)為3區(qū)時，表明注入無功越上限，需要投電容或切電抗。5)當運行區(qū)為7區(qū)時，表明注入無功越下限，需要切電容或投電抗。6)當運行區(qū)為2區(qū)時，表明電壓和注入無功均越上限，可投電容也可降壓，若先投電容則電壓會更高，因此應先將抽頭升檔降壓，待電壓合格后若無功仍越限再投電容。7)當運行區(qū)為4區(qū)時，表明電壓越下限和注入無功越上限，可投電容也可升壓，若先升壓，則注入無功會更大，因此應先投電容后升壓。
8)當運行區(qū)為6區(qū)時，表明電壓和注入無功均越下限，可切電容也可升壓，若先切電容，則電壓會更下降，因此應先升壓后切電容。9)當運行區(qū)為8區(qū)時，表明電壓越上限和注入無功越下限，可切電容也可降壓，若先降壓則無功會反送更多，因此應先切電容后降壓。但是，按照傳統(tǒng)的九區(qū)分割圖在實現(xiàn)電網電壓無功控制時，只能實現(xiàn)變電站內的局部控制，不能實現(xiàn)全系統(tǒng)的最優(yōu)控制，并且僅能保證受控母線電壓合格。此外，不同變電站之間的VQC調節(jié)缺乏協(xié)調，各個變電站根據(jù)自身的低壓側電壓和主要高壓側無功確定調控策略，然而由于不同變電站之間的相互影響，導致反調現(xiàn)象嚴重，增大了裝置的調節(jié)損耗。因此，現(xiàn)有技術尚有待改進和發(fā)展。 本發(fā)明是在國家863計劃項目基金資助下，著力解決上述問題而產生的。
發(fā)明內容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，可實現(xiàn)地區(qū)電網中各個變電站電壓無功的協(xié)調控制，避免變電站進行獨立調節(jié)時的反復來回操作。同時，本發(fā)明還提供一種基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制系統(tǒng)，可提高電網運行中各個變電站低壓側電壓和主變高壓側注入無功的合格率。本發(fā)明的技術方案如下一種基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，包括以下步驟A、從地區(qū)電網的SCADA系統(tǒng)采集實時數(shù)據(jù)，獲取該電網的網架結構、元件參數(shù)及各節(jié)點電壓值和負荷量；B、按照各變電站主變低壓側電壓上下限和高壓側注入無功的上下限；C、采用區(qū)間潮流計算獲得各變電站的電容/電抗器的投切量區(qū)間和變比調節(jié)區(qū)間；D、將獲得的電容/電抗器的投切組數(shù)和OLTC的變比檔位下發(fā)到各個變電站進行調節(jié)。所述的基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，設系統(tǒng)共有η個節(jié)點，其中，第η個節(jié)點為平衡節(jié)點，所述步驟C中的區(qū)間潮流按照下述潮流平衡方程計算
權利要求
1.一種基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，其特征在于，包括以下步驟 A、從地區(qū)電網的SCADA系統(tǒng)采集實時數(shù)據(jù)，獲取該電網的網架結構、元件參數(shù)及各節(jié)點電壓值和負荷量； B、按照各變電站主變低壓側電壓上下限和高壓側注入無功的上下限； C、采用區(qū)間潮流計算獲得各變電站的電容/電抗器的投切量區(qū)間和變比調節(jié)區(qū)間； D、將獲得的電容/電抗器的投切組數(shù)和OLTC的變比檔位下發(fā)到各個變電站進行調節(jié)。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，其特征在于，設系統(tǒng)共有η個節(jié)點，其中，第η個節(jié)點為平衡節(jié)點，所述步驟C中的區(qū)間潮流按照下述潮流平衡方程計算
3.根據(jù)權利要求2所述的基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，其特征在于，對于變電站低壓側母線節(jié)點，所述步驟C中的區(qū)間潮流按照下述無功功率平衡方程計算
4.根據(jù)權利要求I所述的基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，其特征在于，對于變電站高壓側母線節(jié)點，所述步驟C中的區(qū)間潮流按照下述主變高壓側注入無功功率的平衡方程計算
5.根據(jù)權利要求I所述的基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，其特征在于，所述步驟C中的區(qū)間潮流包括以h(x)=0表示潮流方程組,采用Krawczyk算子的Moore形式進行區(qū)間潮流計算 計算所述Krawczyk-Moore算子時，給定未知量的初始區(qū)間為
6.根據(jù)權利要求I所述的基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法，其特征在于，所述步驟C還包括對優(yōu)化結果進行取整處理，根據(jù)各變電站當前的電容/電抗器投切量和主變變比檔位，以并聯(lián)電容/電抗器組及OLTC分接頭動作次數(shù)最少為原則，取解區(qū)間中最靠近當前值的電容/電抗器的投切量和變比檔位，最終得到所有變電站的電容/電抗器的投切組數(shù)和OLTC的變比檔位。
7.—種如權利要求I至6中任一項所述的變電站電壓無功控制系統(tǒng)，其特征在于，包括參數(shù)采集模塊、參數(shù)注入模塊、區(qū)間潮流計算模塊和下發(fā)調節(jié)模塊，其中 所述參數(shù)采集模塊用于從地區(qū)電網的SCADA系統(tǒng)采集實時運行數(shù)據(jù)，獲取該電網的網架結構、元件參數(shù)及各節(jié)點電壓值和負荷量； 所述參數(shù)注入模塊用于按照各變電站主變低壓側電壓上下限和高壓側注入無功的上下限； 所述區(qū)間潮流計算模塊用于采用區(qū)間潮流計算獲得各變電站的電容/電抗器的投切量區(qū)間和變比調節(jié)區(qū)間； 所述下發(fā)調節(jié)模塊用于將獲得的電容/電抗器的投切組數(shù)和OLTC的變比檔位下發(fā)到各個變電站進行調節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于區(qū)間潮流的變電站電壓無功控制方法和系統(tǒng)，包括從地區(qū)電網SCADA系統(tǒng)采集實時數(shù)據(jù)；按照各變電站主變低壓側電壓上下限和高壓側注入無功上下限；采用區(qū)間潮流計算各變電站的電容/電抗器的投切量區(qū)間和變比調節(jié)區(qū)間并下發(fā)到各個變電站進行調節(jié)。由于采用了以各個變電站的低壓側電壓和主變高壓側注入無功的調節(jié)目標區(qū)間為已知量，并考慮負荷測量誤差的影響，通過對地區(qū)電網進行區(qū)間潮流計算，確定了各個變電站的主變變比和低壓并聯(lián)無功補償?shù)恼{節(jié)量，實現(xiàn)了地區(qū)電網中各個變電站電壓無功的協(xié)調控制，確保了變電站進行獨立調節(jié)時不需要反復來回操作，提高了電網運行中各個變電站低壓側電壓和主變高壓側注入無功的合格率。
文檔編號H02J3/18GK102904265SQ20121039418
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者林舜江, 楊柳青, 劉明波, 趙建寧 申請人:華南理工大學, 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司