一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法，包括如下步驟：采集全網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)；將全網(wǎng)分為多個(gè)控制區(qū)域，對(duì)各控制區(qū)域的量測(cè)質(zhì)量進(jìn)行可信度判斷，將控制區(qū)域分為量測(cè)可信區(qū)域和量測(cè)不可信區(qū)域；對(duì)量測(cè)可信區(qū)域進(jìn)行合并，建立三級(jí)電壓控制的全局無(wú)功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量；將量測(cè)不可信區(qū)域降為二級(jí)電壓控制，建立基于靈敏度的二級(jí)電壓控制模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量；根據(jù)求得的各受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量，下達(dá)指令進(jìn)行電壓控制。本發(fā)明充分考慮了量測(cè)質(zhì)量對(duì)控制策略正確性的影響，避免了不可信量測(cè)對(duì)整體控制策略造成干擾，從而有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法，屬于電力系統(tǒng)調(diào)度【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)電壓控制(Automatic Voltage Control)是指在正常運(yùn)行情況下,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)視電網(wǎng)無(wú)功和電壓的情況，進(jìn)行在線優(yōu)化計(jì)算，分層分區(qū)域控制電網(wǎng)無(wú)功電源和相關(guān)設(shè)備，優(yōu)化無(wú)功潮流分布，達(dá)到全網(wǎng)電壓合格和全網(wǎng)有功損耗最小的目的?，F(xiàn)有的自動(dòng)電壓控制包括一級(jí)電壓控制(PVC, Primary Voltage Control)、二級(jí)電壓控制(SVC, SecondaryVoltage Control)和三級(jí)電壓控制(TVC, Tertiary Voltage Control)。
[0003]三級(jí)電壓控制作為最高一層電壓控制，以全網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為優(yōu)化目標(biāo)，并考慮各種安全穩(wěn)定性指標(biāo)，通過(guò)優(yōu)化算法最終給出各區(qū)域中樞母線幅值的最優(yōu)參考值。三級(jí)電壓控制實(shí)際上是一種最優(yōu)潮流控制模式，只不過(guò)其目標(biāo)函數(shù)和約束條件比較特殊。
[0004]三級(jí)電壓控制模式最早是由法國(guó)電力集團(tuán)(EDF)于上世紀(jì)70年代提出的，歷經(jīng)四十余年的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，是目前國(guó)際上公認(rèn)的最先進(jìn)的電壓控制技術(shù)。三級(jí)電壓無(wú)功優(yōu)化控制具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)合理地確定了各級(jí)控制的響應(yīng)時(shí)間，通過(guò)時(shí)間解耦，一方面保證了各級(jí)控制作用之間不會(huì)相互干擾，另一方面系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)控制。(2)利用無(wú)功電壓的局域性，在二級(jí)區(qū)域解耦控制中只利用了區(qū)域內(nèi)少量關(guān)鍵的SCADA量測(cè)，有效降低了控制系統(tǒng)對(duì)狀態(tài)估計(jì)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)分析軟件的依賴性，提高了優(yōu)化控制的可靠性和實(shí)現(xiàn)的可行性。
[0005]我國(guó)從上世紀(jì)九十年代末，首先在地區(qū)電網(wǎng)陸續(xù)展開(kāi)了 AVC系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，取得了一定的成果。二十一世紀(jì)初，我國(guó)開(kāi)始了省級(jí)無(wú)功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)的研制和應(yīng)用。2003年，福建省AVC系統(tǒng)研制成功，并投入運(yùn)行。這是我國(guó)最早的省網(wǎng)AVC系統(tǒng)，采用的是兩級(jí)控制模式。另外，江蘇省AVC系統(tǒng)提出并實(shí)現(xiàn)了基于電壓無(wú)功優(yōu)化和在線自適應(yīng)分區(qū)的“軟”三級(jí)電壓控制模式，降低了優(yōu)化控制對(duì)狀態(tài)估計(jì)和電壓無(wú)功優(yōu)化的依賴性，是目前我國(guó)最為先進(jìn)的電壓控制技術(shù)。但是，現(xiàn)有三級(jí)電壓控制模式所存在的不足在于:沒(méi)有考慮到各區(qū)域量測(cè)質(zhì)量的可信度，往往直接采用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)所采集的量測(cè)結(jié)果作為可信數(shù)據(jù)進(jìn)行電壓無(wú)功控制。這就忽略了量測(cè)質(zhì)量對(duì)電壓無(wú)功控制的影響，從而對(duì)區(qū)域電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行造成了威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案:
[0008]一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法，包括如下步驟:
[0009]S1.采集全網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)；[0010]S2.將所述全網(wǎng)分為多個(gè)控制區(qū)域，對(duì)各所述控制區(qū)域的量測(cè)質(zhì)量進(jìn)行可信度判斷，將所述控制區(qū)域分為量測(cè)可信區(qū)域和量測(cè)不可信區(qū)域；
[0011]S3.對(duì)所述量測(cè)可信區(qū)域進(jìn)行合并，建立三級(jí)電壓控制的全局無(wú)功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量；
[0012]S4.將所述量測(cè)不可信區(qū)域降為二級(jí)電壓控制，建立基于靈敏度的二級(jí)電壓控制模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量；
[0013]S5.根據(jù)求得的各受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量，下達(dá)指令進(jìn)行電壓控制。
[0014]其中較優(yōu)地，在步驟S2中，所述量測(cè)可信區(qū)域滿足如下各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn):
[0015](I)該控制區(qū)域內(nèi)每個(gè)中樞母線的電壓量測(cè)為可信量測(cè)；
[0016](2)該控制區(qū)域內(nèi)每個(gè)控制機(jī)組的有功、無(wú)功量測(cè)為可信量測(cè)；
[0017](3)該控制區(qū)域內(nèi)其它的有功、無(wú)功和電壓量測(cè)均為可信量測(cè)；
[0018](4)該控制區(qū)域內(nèi)所有有功、無(wú)功和電壓量測(cè)的整體水平好。
[0019]其中較優(yōu)地，在步驟S2中，所述控制區(qū)域如果不能滿足其中任何一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，則為量測(cè)不可信區(qū)域。
[0020]其中較優(yōu)地，在步驟S3中，全局無(wú)功優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)包括:
[0021]I)電壓偏差最小；
[0022]2)有功網(wǎng)損最小；
[0023]3)區(qū)域發(fā)電機(jī)無(wú)功備用最大化；
[0024]4)發(fā)電機(jī)運(yùn)行深度最小化；
[0025]所述全局無(wú)功優(yōu)化模型的總目標(biāo)函數(shù)為上述各目標(biāo)函數(shù)的加權(quán)和函數(shù)。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明充分考慮到各區(qū)域的量測(cè)質(zhì)量，對(duì)于量測(cè)可信區(qū)域，整體采用全局無(wú)功優(yōu)化的控制方法，能夠提高控制策略的準(zhǔn)確性；對(duì)于量測(cè)不可信區(qū)域，獨(dú)立地在區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行基于靈敏度的二級(jí)電壓控制，既避免了不可信量測(cè)對(duì)整體控制策略造成干擾，同時(shí)也能確保該區(qū)域內(nèi)部能進(jìn)行有效的電壓控制，從而有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明所提供的三級(jí)電壓控制方法的流程示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明中，區(qū)域可信量測(cè)度判斷的流程示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明中，合并可信量測(cè)區(qū)域的等效電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明提出了一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法，包括如下的步驟:
[0032]S1.采集全網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)；
[0033]S2.將所述全網(wǎng)分為N個(gè)控制區(qū)域，對(duì)各控制區(qū)域的量測(cè)質(zhì)量進(jìn)行可信度判斷，將控制區(qū)域分為量測(cè)可信區(qū)域和量測(cè)不可信區(qū)域；
[0034]S3.對(duì)量測(cè)可信區(qū)域進(jìn)行合并，建立三級(jí)電壓控制的全局無(wú)功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量；
[0035]S4.將量測(cè)不可信區(qū)域降為二級(jí)電壓控制，建立基于靈敏度的二級(jí)電壓控制模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量；
[0036]S5.根據(jù)所求得的各受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量，下達(dá)指令進(jìn)行電壓控制。
[0037]下面首先說(shuō)明步驟SI和S2的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。如圖2所示，假定通過(guò)SCADA系統(tǒng)遙測(cè)得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為z (包括節(jié)點(diǎn)注入有功和無(wú)功、支路有功和無(wú)功、節(jié)點(diǎn)電壓幅值)，對(duì)
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)得到的狀態(tài)估計(jì)值為f則殘差為r = z - z
[0038]在本發(fā)明中，設(shè)定“好量測(cè)”的標(biāo)準(zhǔn):該量測(cè)的殘差《某一門檻值ε，ε與不同量測(cè)類型以及不同電壓等級(jí)量測(cè)儀表的精度相關(guān)。利用“好量測(cè)”的標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的量測(cè)質(zhì)量可信度進(jìn)行判別:
[0039]標(biāo)準(zhǔn)Α.該區(qū)域內(nèi)每個(gè)中樞母線的電壓量測(cè)均為可信量測(cè)，即IVbus
[0040]標(biāo)準(zhǔn)B.該區(qū)域內(nèi)每個(gè)控制機(jī)組的有功、無(wú)功量測(cè)均為可信量測(cè)，即rP，Q_gm ^ε1；
[0041]標(biāo)準(zhǔn)C.該區(qū)域內(nèi)其它的有功、無(wú)功和電壓量測(cè)均為可信量測(cè)，即rP，av_else ^ ε2；
[0042]標(biāo)準(zhǔn)D.該區(qū)域內(nèi)所有有功、無(wú)功和電壓量測(cè)的整體水平好，利用殘差的均方根進(jìn)
行判別，即
【權(quán)利要求】
1.一種基于量測(cè)質(zhì)量可信度判斷的三級(jí)電壓控制方法，其特征在于包括以下步驟: S1.采集全網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)； s2.將所述全網(wǎng)分為多個(gè)控制區(qū)域，對(duì)各所述控制區(qū)域的量測(cè)質(zhì)量進(jìn)行可信度判斷，將所述控制區(qū)域分為量測(cè)可信區(qū)域和量測(cè)不可信區(qū)域； s3.對(duì)所述量測(cè)可信區(qū)域進(jìn)行合并，建立三級(jí)電壓控制的全局無(wú)功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量； s4.將所述量測(cè)不可信區(qū)域降為二級(jí)電壓控制，建立基于靈敏度的二級(jí)電壓控制模型并求解受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量； s5.根據(jù)求得的各受控發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)向量，下達(dá)指令進(jìn)行電壓控制。
2.如權(quán)利要求1所述的三級(jí)電壓控制方法，其特征在于步驟S2中，所述量測(cè)可信區(qū)域滿足如下各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn): (1)該控制區(qū)域內(nèi)每個(gè)中樞母線的電壓量測(cè)為可信量測(cè)，即rv_bus^ε1； (2)該控制區(qū)域內(nèi)每個(gè)控制機(jī)組的有功、無(wú)功量測(cè)為可信量測(cè)，即rP，Q_gm^ε1；(3)該控制區(qū)域內(nèi)其它的有功、無(wú)功和電壓量測(cè)均為可信量測(cè)，即rP，av_else^ε2； (4)該控制區(qū)域內(nèi)所有有功、無(wú)功和電壓量測(cè)的整體水平好，利用殘差的均方根進(jìn)行判別，即
3.如權(quán)利要求2所述的三級(jí)電壓控制方法，其特征在于步驟S2中，所述控制區(qū)域如果不能滿足其中任何一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，則為量測(cè)不可信區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的三級(jí)電壓控制方法，其特征在于步驟S3中，全局無(wú)功優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)包括: O電壓偏差最小
5.如權(quán)利要求4所述的三級(jí)電壓控制方法，其特征在于， 所述全局無(wú)功優(yōu)化模型的總目標(biāo)函數(shù)為:
minf= ω ^1+ ω 2f2- ω 3f3+ ω 4f4 式中，ωρ ω2、ω3、ω4分別為各目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的三級(jí)電壓控制方法，其特征在于步驟S4中，所述二級(jí)電壓控制模型為:
【文檔編號(hào)】H02J3/16GK103762601SQ201310722365
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】袁啟海, 羅衛(wèi)華, 施毅斌, 趙軍, 邱金輝, 林昌年, 林春龍, 葛安同 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司, 北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司