一种无功电压紧急协调控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无功电压紧急协调控制装置及控制方法，包括：协调控制主站、区域主站和子站，采用集中式控制结构，根据区域主站电压及直流故障情况投切电容、电抗器。协调控制主站转发分区主站的故障信息、接收AVC主站下发的相关站点无功电压灵敏度信息，区域主站汇集区域内电容电抗器信息，基于直流故障和无功电压灵敏度等信息进行综合决策。子站为信息采集及执行站，可根据本地电压进行主动投切。本发明专利技术可以在故障后快速组织电网内的无功资源，为电网提供无功支撑，避免电压崩溃的发生，同时考虑了退出策略与防误措施，保证了控制系统动作的快速性、准确性、安全性。

An Emergency Coordination Control Device for Reactive Power and Voltage and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种无功电压紧急协调控制装置及控制方法
本专利技术属于电网控制
，具体涉及一种无功电压紧急协调控制方法。
技术介绍
随着新时期电网建设的发展，新能源机组日益增多，跨区域大容量直流工程相继投运，电网“强直弱交”的特性日渐凸显。而馈入直流功率和新能源机组对常规机组的替代效应导致系统无功支撑薄弱，多直流馈入的受端电网面临更严峻的电压稳定问题。并且受端电网重要线路的三永故障可能导致多直流连续换相失败，又因无功资源不足导致电压难以快速恢复，继而可能引发区域电网电压崩溃的重大事故。然而目前并没有有效的装置和方法实现在故障发生后快速组织电网中的备用无功资源提供电压支撑。
技术实现思路
本专利技术提出一种无功电压紧急协调控制装置及控制方法，通过紧急协调一定区域内的无功资源维持故障后电网的电压稳定，包括故障后无功资源的快速投入策略和投入后电压过高的退出策略以及执行站电压投切策略。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种无功电压紧急协调控制装置，包括AVC主站、协调控制主站、区域主站和子站；AVC主站与协调控制主站双向通讯连接，协调控制主站与各区域主站之间双向通讯连接，各区域主站之间相互独立，且每个区域主站均与至少一个子站双向通讯连接。具体地，所述子站，一方面采集电容电抗器安装点的电压信息和电容电抗器的开关位置信息并传输给区域主站，另一方面接收区域主站的指令并执行；且每个子站，均包括子站通讯模块、采集模块和执行模块；子站通讯模块与对应区域主站的区域通讯模块Ⅰ通过光缆通讯连接；采集模块采集电容电抗器安装点的电压信息以及电容电抗器的开关位置信息，并通过子站通讯模块传输给区域通讯模块Ⅰ；区域主站通过区域通讯模块Ⅰ给执行模块发送控制指令，使执行模块动作；所述执行模块包括电容器检修压板和电抗器检修压板。每个区域主站，均包括区域通讯模块Ⅰ、区域通讯模块Ⅱ、逻辑运算模块；逻辑运算模块分别与区域通讯模块Ⅰ和区域通讯模块Ⅱ连接，且逻辑运算模块通过区域通讯模块Ⅰ与对应的子站通讯模块通讯连接；逻辑运算模块通过区域通讯模块Ⅱ与协调控制主站的主站通讯模块Ⅰ通讯连接；逻辑运算模块，收集各子站采集的电容电抗器安装点的电压信息和电容电抗器的开关位置信息，并计算电容电抗器投切量。所述协调控制主站，包括主站通讯模块Ⅰ、主站通讯模块Ⅱ和协调控制模块；协调控制模块一方面通过主站通讯模块Ⅰ接收任一区域主站中逻辑运算模块传输的故障信息，再通过主站通讯模块Ⅰ将当前区域主站的故障信息发给其他区域主站的逻辑运算模块；协调控制模块另一方面通过主站通讯模块Ⅱ从AVC主站接收各个子站的无功电压灵敏度信息并通过主站通讯模块Ⅰ发送给各个区域主站的逻辑运算模块。本专利技术采用协调控制主站、区域主站、子站的集中分布式控制结构，主要功能集中在区域主站处理，负责本区域无功站间采用2M通信通道直接通信，在正常控制模式下，子站将本站采集的电容电抗器信息上送到区域主站，区域主站根据故障后电压情况采取投切本区域内电容电抗器措施。而对应的一种无功电压紧急协调控制方法，步骤为：S1，计算子站的无功储备。所述无功储备，包括容性无功储备和感性无功储备。具体步骤为：S1.1，计算子站的容性无功储备。S1.1.1，采集本站各电容器安装点电压Ux。S1.1.2，获得本站各电容器的开关位置Tx。S1.1.3，计算子站的电容无功容量QCx。QCx＝Ux·Tx·XCx。式中，x指第x个电容器，且0≤x≤CNc，CNc为本站电容器的个数；Uset为有压判断设定值；XCx为第x个电容器的容抗。S1.1.4，重复步骤S1.1.1-S1.1.3，直至所有电容器都得到对应的电容无功容量QCx，然后收集各电容器的电容无功容量QCx得到本站的容性无功储备为：[QC1,QC2,…,QCx,…QCNc]。S1.2，计算子站的感性无功储备。S1.2.1，采集本站各电抗器安装点电压Uy。S1.2.2，获得本站各电抗器的开关位置Ty。S1.2.3，计算子站的电抗无功容量QLy。QLy＝Uy·Ty·XLy。式中，y指第y个电容器，且0≤y≤LNl，LNl为本站电抗器的个数；Uset为有压判断设定值；XLy为第y个电抗器的电抗。S1.2.4，重复步骤S1.2.1-S1.2.3，直至所有电抗器都得到对应的电抗无功容量QLy，然后收集各电抗器的电抗无功容量QLy得到本站的感性无功储备为：[QL1,QL2,…,QLy,…QLNl]。S2，区域主站收集信息。区域主站一方面接收子站的无功储备，一方面采集本站高压侧母线电压U及本站故障信息，所述故障信息包括直流换相失败或直流闭锁信息，另一方面接收协调控制模块发送的其他区域主站的故障信息；S3，区域主站判断是否同时满足投切条件；若电容器检修压板的状态和电抗器检修压板的状态满足检修压板投入状态，且高压侧母线电压U≤投切上限值Uset1或高压侧母线电压U≥投切下限值Uset2，则进行下一步；S4，计算各子站投切量；其中，ΔUseti为区域主站内第i个子站的设定值；为第i个子站所安装变电站的无功电压灵敏度；kij为第i个子站和第j个子站之间的电压关联系数；S5，区域主站选择执行子站；根据子站的无功储备按照顺序依次投入直至累计投入的无功储备不小于子站投切量，所投入的无功储备对应的子站就是执行子站；S6，区域主站确定执行子站后，分别将不同子站的选择对象命令发送到对应子站；S7，执行子站接收区域主站的控制命令并根据本地电压确定投切方式；当本站电压大于低压二段定值Ulset2小于低压一段定值Ulset1时，子站闭锁区域主站投电抗器或者切电容器命令；当本站电压大于低压一段定值Ulset1小于过压一段定值Uhset1时，子站响应主站所有命令，并进行步骤S8；当本站电压大于过压一段定值Uhset1小于过压二段定值Uhset2时，子站闭锁区域主站切电抗器或者投电容器命令；当本地电压小于低压二段Ulset2定值，子站主动采取投电容器或者切电抗器措施，并进行步骤S8；当本地电压大于过压二段Uhset2定值，子站主动采取切电容器或者投电抗器措施，并进行步骤S8；S8，电容器或电抗器投切后，区域主站判断是否退出；当区域主站有直流换相失败或者闭锁信号时，比较区域主站采集的实时电压与动作门槛值进行比较；若区域主站采集的电压高于动作门槛Uhm_set，延时Thm_set后，按照子站实时电压高低，依次从高到低退出子站电容器或投入子站电抗器；若区域主站采集的电压低于动作门槛Ulm_set，延时Tlm_set后，按照子站实时电压高低，依次从低到高退出子站电抗器或投入子站电容器；当区域主站无直流换相失败或者闭锁信号时，比较系统电压与系统电压设定值，若系统电压偏高，高于Uhz_set，则按照执行子站的实时电压高低，分轮次进行切电容器或者退电抗器。本专利技术采用基于故障后电压偏差计算无功需求量的集中式无功资源投入策略、基于实时电压高低的无功资源退出策略以及考虑防误措施的执行站无功资源投切策略，可以在故障后快速组织电网内的无功资源，为电网提供无功支撑，避免电压崩溃的发生，同时考虑了退出策略与防误措施保证了控制系统动作的快速性、准确性、安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无功电压紧急协调控制装置，其特征在于：包括AVC主站、协调控制主站、区域主站和子站；AVC主站与协调控制主站双向通讯连接，协调控制主站与各区域主站之间双向通讯连接，各区域主站之间相互独立，且每个区域主站均与至少一个子站双向通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种无功电压紧急协调控制装置，其特征在于：包括AVC主站、协调控制主站、区域主站和子站；AVC主站与协调控制主站双向通讯连接，协调控制主站与各区域主站之间双向通讯连接，各区域主站之间相互独立，且每个区域主站均与至少一个子站双向通讯连接。2.根据权利要求1所述的无功电压紧急协调控制装置，其特征在于：所述子站，一方面采集电容电抗器安装点的电压信息和电容电抗器的开关位置信息并传输给区域主站，另一方面接收区域主站的指令并执行；且每个子站，均包括子站通讯模块、采集模块和执行模块；子站通讯模块与对应区域主站的区域通讯模块Ⅰ通过光缆通讯连接；采集模块采集电容电抗器安装点的电压信息以及电容电抗器的开关位置信息，并通过子站通讯模块传输给区域通讯模块Ⅰ；区域主站通过区域通讯模块Ⅰ给执行模块发送控制指令，使执行模块动作；所述执行模块包括电容器检修压板和电抗器检修压板。3.根据权利要求1所述的无功电压紧急协调控制装置，其特征在于：每个区域主站，均包括区域通讯模块Ⅰ、区域通讯模块Ⅱ、逻辑运算模块；逻辑运算模块分别与区域通讯模块Ⅰ和区域通讯模块Ⅱ连接，且逻辑运算模块通过区域通讯模块Ⅰ与对应的子站通讯模块通讯连接；逻辑运算模块通过区域通讯模块Ⅱ与协调控制主站的主站通讯模块Ⅰ通讯连接；逻辑运算模块，收集各子站采集的电容电抗器安装点的电压信息和电容电抗器的开关位置信息，并计算电容电抗器投切量。4.根据权利要求1所述的无功电压紧急协调控制装置，其特征在于：所述协调控制主站，包括主站通讯模块Ⅰ、主站通讯模块Ⅱ和协调控制模块；协调控制模块一方面通过主站通讯模块Ⅰ接收任一区域主站中逻辑运算模块传输的故障信息，再通过主站通讯模块Ⅰ将当前区域主站的故障信息发给其他区域主站的逻辑运算模块；协调控制模块另一方面通过主站通讯模块Ⅱ从AVC主站接收各个子站的无功电压灵敏度信息并通过主站通讯模块Ⅰ发送给各个区域主站的逻辑运算模块。5.一种无功电压紧急协调控制方法，其特征在于，步骤如下：S1，计算子站的无功储备；所述无功储备，包括容性无功储备和感性无功储备；S2，区域主站接收子站的无功储备并收集高压侧母线电压U及故障信息；S3，区域主站判断是否同时满足投切条件；若电容器检修压板的状态和电抗器检修压板的状态满足检修压板投入状态，且高压侧母线电压U≤投切上限值Uset1或高压侧母线电压U≥投切下限值Uset2，则进行下一步；S4，计算各子站投切量，计算公式为：其中，ΔUseti为区域主站内第i个子站的设定值；为第i个子站所安装变电站的无功电压灵敏度；kij为第i个子站和第j个子站之间的电压关联系数；S5，区域主站选择执行子站；根据子站的无功储备按照顺序依次投入直至累计投入的无功储备不小于子站投切量，所投入的无功储备对应的子站就是执行子站；S6，区域主站确定执行子站后，分别将不同子站的选择对象命令发送到对应子站；7，执行子站接收区域主站的控制命令并根据本地电压确定投切方式；当本站电压大...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪祥贞，吴晓宾，王军，石庆喜，梁素杰，王卫波，郑鹤玲，刘潇涵，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司临沂供电公司，国网山东省电力公司，
类型：发明
国别省市：山东,37