特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法技术

本发明专利技术提出一种特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。该方法在每个自动电压控制周期到来时，构造换流站的二级电压控制模型；然后对未来一段时间特高压直流换流站直流输送容量变化趋势进行判断：如果直流输送容量未来发生变化，则向区域内电厂发送AVC控制闭锁指令；否则进行特高压直流换流站直流输送容量平稳运行的协调控制，根据换流站与外部无功交换的情况实时计算换流母线的动态上下限约束，代入模型更新约束条件后得到发电机无功出力的调节量并下发近区发电厂AVC子站；该方法可以实现电网AVC与特高压直流换流站内无功控制系统的协调控制，有效保障特高压直流输电的安全稳定运行。

Reactive voltage coordination control method of UHV DC converter station and near area power plant

The invention proposes a reactive power and voltage coordinated control method for UHVDC converter station and near field power plant, which belongs to the automatic voltage control technology field of power system. The method of automatic voltage control in each period arrives, two level voltage control model of converter station; and then judge the next time the uhvdcconverterstation DC transmission capacity changes: if the DC transmission capacity changes in the future, to the regional power plant sends the AVC control command or control the lock; HVDC DC transmission capacity and stable operation, according to the dynamic real-time calculation of converter and external reactive power exchange converter bus on limits, into the model update constraints obtained after adjustment of the reactive power output of generators and power plant area near AVC station; this method can realize grid AVC and uhvdcconverterstation there is no coordinated control of reactive power control system, effectively guarantee the safe and stable operation of UHVDC transmission.

【技术实现步骤摘要】
特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法
本专利技术涉及一种特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法，属于电力系统自动电压控制

技术介绍
自动电压控制(以下简称AVC，AutomaticVoltageControl)系统是实现输电网安全(提高电压稳定裕度)、经济(降低网络损耗)、优质(提高电压合格率)运行的重要手段。AVC系统架构在电网能量管理系统(EMS)之上，能够利用输电网实时运行数据，从输电网全局优化的角度科学决策出最佳的无功电压调整方案，自动下发给电厂、变电站以及下级电网调度机构执行。孙宏斌、张伯明、郭庆来在《基于软分区的全局电压优化控制系统设计》(电力系统自动化,2003年，第27卷第8期，16-20页)中说明了大电网自动电压控制的体系结构。AVC系统的主站部分是在电力系统控制中心基于软件实现的，其对输电网的电压控制策略主要有对电厂各发电机无功控制策略以及对变电站的无功设备控制策略2类。其中对电厂各发电机的无功控制策略，目前采用的主要方式是：调度中心的AVC主站系统通过无功优化计算得到电厂各机组的无功调节量后，通过数据通信通道向电厂的AVC子站本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)设定自动电压控制周期为Tc；2)在每个自动电压控制周期Tc到来时，记到来时刻为t0，对特高压直流换流站所在的近区电网，构造考虑换流站的二级电压控制模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：2‑1)设该近区电网区域用集合Zd来表示：Zd＝{BP,BH,BDC,G}其中，BP为区域中的中枢母线，BH为区域中的发电厂高压侧母线，BDC为区域中特高压直流换流站中换流站连接的交流母线即换流母线，G为区域中自动电压控制系统AVC控制的发电机；2‑2)确定模型的目标函数，表达式如下：

【技术特征摘要】
1.一种特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)设定自动电压控制周期为Tc；2)在每个自动电压控制周期Tc到来时，记到来时刻为t0，对特高压直流换流站所在的近区电网，构造考虑换流站的二级电压控制模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：2-1)设该近区电网区域用集合Zd来表示：Zd＝{BP,BH,BDC,G}其中，BP为区域中的中枢母线，BH为区域中的发电厂高压侧母线，BDC为区域中特高压直流换流站中换流站连接的交流母线即换流母线，G为区域中自动电压控制系统AVC控制的发电机；2-2)确定模型的目标函数，表达式如下：其中，Vp表示中枢母线当前电压，表示区域中的中枢母线设定电压，Cg为中枢母线无功电压灵敏度矩阵，ΔQg表示发电机无功出力的调节量，Wp和Wq为权重系数，α为增益系数，Θg为无功裕度向量，其第i个分量为:其中，为发电机i的当前无功出力，为发电机i的无功出力的调节量，为发电机i的无功最大值，为发电机i的无功最小值，i为发电机的序号，||Θg||2为无功裕度向量集；2-3)确定模型的约束条件，表达式如下：其中，Cvg为高压侧母线无功电压灵敏度矩阵，VH表示发电机高压侧母线的当前电压，和分别表示中枢母线电压下限和中枢母线电压上限；和分别表示发电机无功下限和无功上限；和分别表示发电机高压侧母线的电压下限、电压上限和允许的单步最大调整量，Vdc为换流母线BDC的母线电压当前值，分别为换流母线BDC安全运行电压的下限值和上限值；Cdg为区域中AVC控制的发电机G的无功对换流母线电压的准稳态灵敏度矩阵；3)从电网调度监控系统中读取特高压换流站未来时段Tt内的直流输送容量计划值，记为：其中t1～tn为未来n个控制周期的时刻，为每个时刻对应的直流输送容量计划值，n＝Tt/Tc；4)对未来时段Tt的直流输送容量变化趋势进行判断，具体步骤如下：4-1)在初始时刻Ti＝t1时，设置直流输送趋势增加计数器直流输送趋势减少计数器4-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：程林，汤磊，孙骁强，柯贤波，王康平，高鑫，刘永锋，李柱华，
申请(专利权)人：国家电网公司西北分部，北京清大高科系统控制有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61