一種自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法，屬于電力系統(tǒng)自動電壓控制【技術(shù)領(lǐng)域】。首先設(shè)定變電站各主變的可增減無功備選個數(shù)；然后綜合考慮當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行情況，制定閉鎖條件規(guī)則庫，閉鎖設(shè)備不參與可增減無功計算；接著判斷主變是否并列運(yùn)行，如果是，并列運(yùn)行的主變形成一個約束單元，當(dāng)單元內(nèi)電容器運(yùn)行時，電抗器不能投入，在計算可減無功時不計入這些電抗器，當(dāng)單元內(nèi)電抗器運(yùn)行時，電容器不能投入，在計算可增無功時不計入這些電容器，否則將各主變作為一個約束單元，單元內(nèi)電容器和電抗器不能同時投入。該方法可以有效處理智能變電站的可增減無功計算問題，控制無功的合理流動，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】-種自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動電壓控制領(lǐng)域，特別涉及一種自動電壓控制智能變電站 可增減無功的計算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)網(wǎng)省調(diào)AVC (自動電壓控制）主站對500kV變電站的控制，從控制模式上 分析，可以有如下2種方式：直控模式和子站模式，前者屬于集中控制模式，后者屬于分散 控制模式。
[0003] 直控模式是指網(wǎng)省調(diào)/AVC主站直接向變電站下發(fā)電容器/電抗器的遙控指令或 分頭的遙調(diào)指令。在這種方式下，AVC主站直接向變電站綜合自動化系統(tǒng)發(fā)送電容器、電抗 器開關(guān)的遙控指令，或分頭的遙調(diào)指令，由綜合自動化系統(tǒng)完成相應(yīng)的遙控、遙調(diào)任務(wù)。
[0004] 直控模式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0005] 1)不需要變電站AVC子站系統(tǒng)，變電站改造量小，變電站監(jiān)控軟件不需要改動，僅 需要增加定義若干遙信點(diǎn)，進(jìn)行傳動實(shí)驗即可，對運(yùn)行的變電站影響??；
[0006] 2)節(jié)省投資：新增變電站也不需要投資AVC子站功能。
[0007] 直控模式主要缺點(diǎn)是主站AVC維護(hù)模型比較復(fù)雜，需要建立完整的無功設(shè)備模 型，需要關(guān)聯(lián)并維護(hù)開關(guān)的遙控點(diǎn)。依賴于人工維護(hù)的準(zhǔn)確性，否則可能造成誤控的情況。
[0008] 子站模式為"子站"控制方式，即在變電站建設(shè)AVC子站，接收主站的控制指令并 完成無功設(shè)備的控制。
[0009] 其控制的方式如下：
[0010] 1)變電站"子站"實(shí)時計算每個主變低壓側(cè)的可投入無功容量和可切除無功容量， 并將之送到主站AVC系統(tǒng)中，注意實(shí)時統(tǒng)計計算的可投入容量和可切除容量是充分考慮設(shè) 備的運(yùn)行狀態(tài)，投切的次數(shù)、間隔、閉鎖等約束的綜合情況實(shí)時計算的，并不是只考慮電網(wǎng) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和方式。
[0011] 2)主站根據(jù)子站上送的無功調(diào)整區(qū)間進(jìn)行全網(wǎng)優(yōu)化計算，并向子站發(fā)送每臺主變 低壓側(cè)的無功調(diào)節(jié)指令。
[0012] 3)變電站的AVC "子站"收到每個主變低壓側(cè)的無功指令后，根據(jù)主變低壓側(cè)的無 功設(shè)備情況，自行選擇可控制的電容器和電抗器進(jìn)行投切控制。
[0013] 子站方式簡化了主站控制和維護(hù)的復(fù)雜度，主要有以下優(yōu)點(diǎn)
[0014] 1)主站只下發(fā)無功指令，具體的開關(guān)遙控由子站完成，主站側(cè)不需要維護(hù)所有開 關(guān)的遙控點(diǎn)號，顯著降低了 AVC應(yīng)用的風(fēng)險。
[0015] 2)主站不需要維護(hù)完整的無功設(shè)備模型，簡化了維護(hù)的工作量。
[0016] 3)主站與變電站通信中斷后，子站可以轉(zhuǎn)為當(dāng)?shù)刈詣涌刂?。能適應(yīng)無人值班站的 要求。
[0017] 綜上所述，可以看出子站模式能夠大幅降低調(diào)度中心進(jìn)行大量遙控所帶來的安全 風(fēng)
[0018] 險，并且可以顯著降低調(diào)度中心對AVC模型維護(hù)的工作量。
[0019] 智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，滲透到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電各個環(huán) 節(jié)。在上述這些環(huán)節(jié)中，智能變電站無疑是最核心的一環(huán)。
[0020] 智能變電站由數(shù)字化變電站演變而來，經(jīng)過多年的發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)日臻完善， 已達(dá)到了可以大規(guī)模進(jìn)行推廣的條件。按照國家電網(wǎng)"十二五"智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，在 "十二五"前期，新建智能變電站進(jìn)度保持較快增速，智能變電站改造占比將逐步提升。根據(jù) 《中國智能變電站行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》截至到2013年第六批招標(biāo)，智能 變電站招標(biāo)量已經(jīng)達(dá)到約3600座。
[0021] 隨著智能變電站的建設(shè)，如果將AVC子站納入到智能變電站建設(shè)的計劃中，則可 以降低實(shí)施AVC子站的投資和成本?？梢姡捎米诱究刂颇Ｊ绞侵悄茏冸娬靖咚侔l(fā)展趨勢 下的首選方案，子站控制模式中智能變電站的可調(diào)容量計算是一個核心問題，準(zhǔn)確計算可 調(diào)容量對AVC的控制效果有較大影響，如果可調(diào)容量計算不當(dāng)，則可能導(dǎo)致三級電壓優(yōu)化 較大偏離最優(yōu)運(yùn)行方式，增加電網(wǎng)損耗，甚至導(dǎo)致無功流動不當(dāng)，從而影響電壓穩(wěn)定。
[0022] 智能變電站中包含大量的一、二次設(shè)備，各設(shè)備的狀態(tài)多，這樣可以得到很多種組 合，各設(shè)備之間常常存在一定的約束，如果不能夠合理處理各種限制和約束，從而導(dǎo)致可調(diào) 容量過大或者過小，前者威脅電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，后者則不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0023] 目前計算智能變電站的可增減無功時，只是統(tǒng)計各個無功設(shè)備的可增減無功，計 算可增無功時，計算各個發(fā)出感性無功設(shè)備的無功代數(shù)和，計算可減無功時，計算各個吸收 感性無功設(shè)備的代數(shù)和，這樣得到的可增減無功的數(shù)值過大，實(shí)際上變電站的無功調(diào)節(jié)能 力達(dá)不到上述計算的結(jié)果，如此一來，變電站上級AVC主站根據(jù)智能變電站上送的可增減 無功得到的調(diào)度指令，下發(fā)到智能變電站后，卻發(fā)現(xiàn)智能變電站無法完全跟蹤指令進(jìn)行無 功調(diào)節(jié)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 本發(fā)明的目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種自動電壓控制智能變電站可增 減無功的計算方法。該方法支持自定義設(shè)置變電站主變可增減無功備選值的個數(shù)，通過創(chuàng) 建閉鎖設(shè)備規(guī)則庫將閉鎖設(shè)備排除在可增減無功計算范圍外，在符合設(shè)備投切約束的基 礎(chǔ)上，可以有效處理變電站內(nèi)主變非并列運(yùn)行和并列運(yùn)行條件下的可增減無功計算問題， 控制變電站內(nèi)部和變電站和外部電網(wǎng)之間無功的合理流動，AVC子站以主變?yōu)閱挝唤y(tǒng)計其 可增減無功，可以很靈活的與AVC主站進(jìn)行雙向互動，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。
[0025] 本發(fā)明提出的一種自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法，包括以下步 驟：
[0026] 1)設(shè)定變電站內(nèi)各個主變的可增減無功備選集中備選值個數(shù)N(可增無功為 N個備選值組成的集合，可減無功為N個備選值組成的集合），其中變電站第k臺主變 Tk的可增無功Qk+的第i個備選值記為Q、，可減無功(T的第i個備選值記為Q1%其中 i e {1, 2, 3... N}；
[0027] 2)設(shè)置閉鎖設(shè)備條件的規(guī)則庫，該規(guī)則庫中的設(shè)備不參與可增減無功的計算；
[0028] 規(guī)則庫的設(shè)備閉鎖條件如下：
[0029] 設(shè)備達(dá)到最大動作次數(shù)；
[0030] 控制周期小于設(shè)備連續(xù)動作的時間間隔；
[0031] 設(shè)備處于"就地控制"模式；
[0032] 設(shè)備對應(yīng)的繼電保護(hù)裝置動作
[0033] 設(shè)備故障或維修；
[0034] 3)判斷站內(nèi)主變是否并列運(yùn)行，如果是，轉(zhuǎn)4)，否則將各主變作為一個約束單元， 約束單元內(nèi)的電容器和電抗器不同時投入，對于T k所在約束單元如果有電抗器投入運(yùn)行， 計算可增無功時，不計入單元內(nèi)電容器的容量，電抗器消耗的感性無功值％作為備選集中 第一個可增無功備選值，Q' = Qp如果有m臺電抗器同時投入運(yùn)行，則每個電抗器的容量 均作為一個備選值，剩余的N-m個可增無功備選值為零；如有電容器投入運(yùn)行，在計算可減 無功時，不計入單元內(nèi)電抗器，電容器無功值產(chǎn)生的感性無功值作為備選集中第一個可減 無功備選值Qc，Q 1% = Q。，如果有m臺電容器同時投入運(yùn)行，則每個電容器的容量均作為一 個可減無功備選值，剩余的N-m個可減無功備選值為零，計算結(jié)束，將備選值集合作為可增 減無功上報AVC主站；
[0035] 4)多主變并列運(yùn)行，并列運(yùn)行的主變共同形成一個約束單元，當(dāng)單元內(nèi)有電抗器 運(yùn)行時，單元內(nèi)其他電容器不投入，在計算可增無功時不計入這些電容器，對于主變T k，如 果有m臺電抗器同時投入運(yùn)行，則每個電抗器的容量均作為一個可減無功備選值，剩余的 N-m個可增無功備選值為零；當(dāng)單元內(nèi)有電容器運(yùn)行時，單元內(nèi)其他電抗器不投入，在計算 可減無功時不計入這些電抗器，對于主變T k，如果有m臺電容器同時投入運(yùn)行，則每個電容 器的容量均作為一個備選值，剩余的N-m個可減無功備選值為零；將備選值集合作為可增 減無功上報AVC主站。
[0036] 本發(fā)明提出的一種自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法優(yōu)點(diǎn)是：該方 法支持自定義設(shè)置變電站主變可增減無功備選值的個數(shù)，通過創(chuàng)建閉鎖設(shè)備規(guī)則庫將閉 鎖設(shè)備排除在可增減無功計算范圍外，在符合設(shè)備投切約束的基礎(chǔ)上，可以有效處理變電 站內(nèi)主變非并列運(yùn)行和并列運(yùn)行條件下的可增減無功計算問題，控制變電站內(nèi)部和變電站 和外部電網(wǎng)之間無功的合理流動，AVC子站以主變?yōu)閱挝唤y(tǒng)計其可增減無功，可以很靈活的 與AVC主站進(jìn)行雙向互動，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所用變電站站內(nèi)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 本發(fā)明提出的一種自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法，結(jié)合附圖及 實(shí)施例詳細(xì)說明如下，
[0039] 本發(fā)明提出的自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法，包括以下步驟：
[0040] 5)設(shè)定變電站內(nèi)各個主變的可增減無功備選集中備選值個數(shù)N(可增無功為 N個備選值組成的集合，可減無功為N個備選值組成的集合），其中變電站第k臺主變 Tk的可增無功Qk+的第i個備選值記為Q、，可減無功(T的第i個備選值記為Q1%其中 i e {1, 2, 3... N}；
[0041] 6)設(shè)置閉鎖設(shè)備條件的規(guī)則庫，該規(guī)則庫中的設(shè)備不參與可增減無功的計算；
[0042] 規(guī)則庫的設(shè)備閉鎖條件如下：
[0043] 設(shè)備達(dá)到最大動作次數(shù)；
[0044] 控制周期小于設(shè)備連續(xù)動作的時間間隔；
[0045] 設(shè)備處于"就地控制"模式；
[0046] 設(shè)備對應(yīng)的繼電保護(hù)裝置動作
[0047] 設(shè)備故障或維修；
[0048] 7)判斷站內(nèi)主變是否并列運(yùn)行，如果是，轉(zhuǎn)4)，否則將各主變作為一個約束單元， 約束單元內(nèi)的電容器和電抗器不同時投入，對于T k所在約束單元如果有電抗器投入運(yùn)行， 計算可增無功時，不計入單元內(nèi)電容器的容量，電抗器消耗的感性無功值％作為備選集中 第一個可增無功備選值，Q' = Qp如果有m臺電抗器同時投入運(yùn)行，則每個電抗器的容量 均作為一個備選值，剩余的N-m個可增無功備選值為零；如有電容器投入運(yùn)行，在計算可減 無功時，不計入單元內(nèi)電抗器，電容器無功值產(chǎn)生的感性無功值作為備選集中第一個可減 無功備選值Qc，Q 1% = Q。，如果有m臺電容器同時投入運(yùn)行，則每個電容器的容量均作為一 個可減無功備選值，剩余的N-m個可減無功備選值為零，計算結(jié)束，將備選值集合作為可增 減無功上報AVC主站；
[0049] 8)多主變并列運(yùn)行，并列運(yùn)行的主變共同形成一個約束單元，當(dāng)單元內(nèi)有電抗器 運(yùn)行時，單元內(nèi)其他電容器不投入，在計算可增無功時不計入這些電容器，對于主變T k，如 果有m臺電抗器同時投入運(yùn)行，則每個電抗器的容量均作為一個可減無功備選值，剩余的 N-m個可增無功備選值為零；當(dāng)單元內(nèi)有電容器運(yùn)行時，單元內(nèi)其他電抗器不投入，在計算 可減無功時不計入這些電抗器，對于主變T k，如果有m臺電容器同時投入運(yùn)行，則每個電容 器的容量均作為一個備選值，剩余的N-m個可減無功備選值為零；將備選值集合作為可增 減無功上報AVC主站。
[0050] 實(shí)施例
[0051] 首先對圖1所示的實(shí)施例中的變電站基本情況進(jìn)行說明，該變電站包括兩臺主變 ?\和T2，如果母聯(lián)開關(guān)Si和S2均閉合，則?\和T2處于并列運(yùn)行狀態(tài)；如果二者均打開，則 ^和^處于非并列運(yùn)行狀態(tài)。35kV I母線側(cè)有并聯(lián)電容器Q，并聯(lián)電抗器Li、L3, II母線 側(cè)有并聯(lián)電容器(：2工3，并聯(lián)電抗器L2，各個并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備均由投切開關(guān)決定是否投入運(yùn)行， 投切開關(guān)閉合，則該設(shè)備投入運(yùn)行。其中L3由于故障檢修處于閉鎖狀態(tài)，其他并聯(lián)補(bǔ)償設(shè) 備均未達(dá)到動作次數(shù)約束限制，且不處于就地控制的模式。
[0052] 各個并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備參數(shù)如表1所示。
[0053] 表1各并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備參數(shù)表
[0054]

【權(quán)利要求】
1. 一種自動電壓控制智能變電站可增減無功的計算方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟： 1) 設(shè)定變電站內(nèi)各個主變的可增減無功備選集中備選值個數(shù)N，其中變電站第k臺主 變Tk的可增無功Qk+的第i個備選值記為Q、，可減無功(T的第i個備選值記為Q 1%其中 i e {1, 2, 3... N}； 2) 設(shè)置閉鎖設(shè)備條件的規(guī)則庫，該規(guī)則庫中的設(shè)備不參與可增減無功的計算； 規(guī)則庫的設(shè)備閉鎖條件如下： 設(shè)備達(dá)到最大動作次數(shù)； 控制周期小于設(shè)備連續(xù)動作的時間間隔； 設(shè)備處于"就地控制"模式； 設(shè)備對應(yīng)的繼電保護(hù)裝置動作 設(shè)備故障或維修； 3) 判斷站內(nèi)主變是否并列運(yùn)行，如果是，轉(zhuǎn)4)，否則將各主變作為一個約束單元，約束 單元內(nèi)的電容器和電抗器不同時投入，對于T k所在約束單元如果有電抗器投入運(yùn)行，計算 可增無功時，不計入單元內(nèi)電容器的容量，電抗器消耗的感性無功值％作為備選集中第一 個可增無功備選值，Q' = Qp如果有m臺電抗器同時投入運(yùn)行，則每個電抗器的容量均作 為一個備選值，剩余的N-m個可增無功備選值為零；如有電容器投入運(yùn)行，在計算可減無功 時，不計入單元內(nèi)電抗器，電容器無功值產(chǎn)生的感性無功值作為備選集中第一個可減無功 備選值Qc，Q 1% = Q。，如果有m臺電容器同時投入運(yùn)行，則每個電容器的容量均作為一個可 減無功備選值，剩余的N-m個可減無功備選值為零，計算結(jié)束，將備選值集合作為可增減無 功上報AVC主站； 4) 多主變并列運(yùn)行，并列運(yùn)行的主變共同形成一個約束單元，當(dāng)單元內(nèi)有電抗器運(yùn)行 時，單元內(nèi)其他電容器不投入，在計算可增無功時不計入這些電容器，對于主變T k，如果有 m臺電抗器同時投入運(yùn)行，則每個電抗器的容量均作為一個可減無功備選值，剩余的N-m個 可增無功備選值為零；當(dāng)單元內(nèi)有電容器運(yùn)行時，單元內(nèi)其他電抗器不投入，在計算可減無 功時不計入這些電抗器，對于主變T k，如果有m臺電容器同時投入運(yùn)行，則每個電容器的容 量均作為一個備選值，剩余的N-m個可減無功備選值為零；將備選值集合作為可增減無功 上報AVC主站。
【文檔編號】H02J3/18GK104242320SQ201410354655
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】郭慶來, 李亞樓, 張健, 何劍, 王歆, 湯磊, 初祥祥 申請人:清華大學(xué), 中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司