一种含多DFACTS设备配电系统电压无功调控方法技术方案

本发明专利技术公开一种含多DFACTS设备配电系统电压无功调控方法，通过实时采集配电站内开关设备、变压器设备、容抗器及DFACTS设备等的监测信息，基于xml配置文件进行系统描述，自适应运行方式变化，解决多DFACTS设备联合运行时存在的交互影响问题，同时充分利用SVG等无功设备的闭环控制能力，在适当条件下选择自动跟踪目标运行，当电压或(与)功率因素波动时，SVG设备自动调整出力维持电压或(与)功率因素稳定，响应时间为设备自身时间，响应快速，维持稳定时间长，目标输出结果更加平滑，提供高质量电能输出，满足敏感负荷供电需求。

A voltage and reactive power regulation method for distribution system with multiple DFACTS

The invention discloses a method for regulating voltage and reactive power of distribution system with multiple DFACTS equipment. Through real-time collection of monitoring information of switchgear, transformer equipment, reactance and DFACTS equipment in distribution station, system description is carried out based on XML configuration file, adaptive operation mode change, solving the interaction problem existing in joint operation of multiple DFACTS equipment, and making full use of SVG, etc The closed-loop control ability of the reactive power equipment can automatically track the target operation under appropriate conditions. When the voltage or (and) power factors fluctuate, the SVG equipment automatically adjusts the output to maintain the voltage or (and) power factors stable. The response time is the equipment's own time. The response time is fast and the stability time is long. The target output result is more smooth, providing high-quality power output, meeting the sensitive negative Load power supply demand.

【技术实现步骤摘要】
一种含多DFACTS设备配电系统电压无功调控方法
本专利技术涉及电力系统电压无功调节领域，特别涉及含DFACTS设备配电系统电压无功调控方法。
技术介绍
近年来，由于分布式电源接入，电力电子设备、非线性负载及不平衡负载的广泛使用，配电网电能质量问题日益严重，对系统产生了严重影响。柔性配电技术(DistributionFACTS，DFACTS)是柔性交流输电技术(flexiblealternatingcurrenttransmissionsystems，FACTS)向配电网的延伸，也叫用户电力技术(CustomPowerTechnology)。用户电力技术是一种将控制技术、电力电子技术和微处理技术等髙新技术应用到配电和用电系统中，以消除供电短时中断、电压波动和闪变及三相电压不平衡，补偿无功功率，减小谐波畸变，从而提高电能质量和供电可靠性的新型综合技术。常用的电力用户技术装置有静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(SVG)、动态电压恢复器(DVR)和有源电力滤波器(APF)等。配电网中静止无功发生器(SVG)的电压和容量较小，与其他设备相比具有性价比髙、功能强大、性能优良等优点，能综合补偿配电网中无功功率和不平衡，成为现阶段配电网电能质量控制的研究方向。柔性配电技术的产生对提高电力系统运行稳定性和安全性、提高用电效率、改善电能质量等方面有着至关重要的作用，但目前SVG、SVC等DFACTS设备只关注于自身的控制，相互之间缺乏联系，联合运行时存在交互影响，缺乏一种完善的协调控制技术实现有效控制。当前含DFACTS设备的配电系统，多是借鉴变电站VQC策略进行电压无功控制，将SVG、SVC等无功设备视作无功出力连续可调的容抗器设备进行控制，通过功率分配使其运行于固定无功出力模式，无功出力为VQC系统下发调节功率，控制效果相较电容器、电抗器投退好些，未真正发挥其自动跟踪目标调节出力能力
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术为解决多个DFACTS设备同时参与电压无功调节时可能导致的交互影响问题(比如并列运行母线上的多台SVG设备同时进行电压控制或功率因素控制等)；充分利用SVG等DFACTS设备的闭环控制及快速响应特性，获得优秀的调控效果。为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种含多DFACTS设备配电系统电压无功调控方法，包括以下步骤：(1)、电压无功调节装置/系统实时采集系统中各开关设备、变压器设备、无功固定设备、无功可调设备的状态信息及测量信息根据调控策略进行调节控制；(2)、当系统配置具有闭环自动跟踪控制能力的无功可调设备时，设备采集考核目标电气量作为闭合控制跟踪目标，目标电气量包括挂接母线电压、挂接母线进线功率及功率因素；(3)、用xml语言描述系统配置、运行方式及各运行方式下的调控子节点，形成xml配置文件，自适应系统网架及系统配置变化；运行方式调控节点划分：分列运行母线中的每段母线作为独立调控节点，并列运行母线作为一个调控节点；(4)、程序解析xml配置文件，用程序语言进行描述；(5)、通过并网点开关位置信息自动适配运行方式，获得系统当前运行方式及该运行方式下的调控子节点信息；(6)、根据当前运行方式调控子节点进行分别调控；(7)、获取当前运行方式下每调控节点同一断面监测母线电压、监测进线功率信息，基于历史数据统计及自学习获取高精度无功-电压影响因子，具体实现方法为：通过无功设备投切或调节前后无功及电压变化、近时段内系统明显的无功与电压波动获得无功对电压的影响因子；基于变压器调档前后电压无功变化，获取档位对电压和无功的影响因子；(8)、按调控目标进行区域划分，分为越上限区域、越下限区域、合格区域。根据采集电气量，确定每调控节点当前所属运行区域，根据所属运行区域进行调控；设备调控优先级参照变电站VQC九宫格模型，以无功可调设备优先；按区域策略，当不再进行变压器调档控制而只进行无功设备调控时，以无功可调设备优先、无功固定设备投切数最少为原则；设备调控优先级以程序定义或xml配置方式进行描述。调控节点调控策略如下：(8.1)、处于合格区，若无主设备或主设备过载，进行无功设备调控处理；(8.2)、处于非合格区，按照区域策略确认是否先进行变压器调档，若不需调档或变压器当前不可再调档，进行无功设备调控处理；(9)、无功设备调控处理分三种情况且优先级从高到低进行处理：(9.1)第一种情况，无功可调设备可完全补偿：电压或电压优先控制时，从并列母线上所有无功可调设备中选择容量最大设备作为主设备；进线恒功率、恒功率因素、功率因素优先控制时，从主母线上所有无功可调设备中选择容量最大设备作为主设备；然后以主设备无功预计出力靠近其容量中点为原则进行无功分配；最后调控主设备使其处于自动模式运行，调控其它无功可调设备运行于固定无功出力模式；(9.2)无功可调设备加上无功固定设备才能完全补偿：无功分配仍以主设备无功预计出力尽量靠近其容量中点为原则，通过无功固定设备投退控制，使功率缺额落在无功可调设备补偿范围内，然后按(9.1)进行控制；(9.3)无功可调设备加上无功固定设备都不能完全补偿：无功可调设备满载运行于固定无功出力模式；(10)、通过并网点开关主动控制命令、位置变化以及保护动作情况检测运行方式变化，运行方式变化时自动将所涉调控节点下的无功可调设备切换为固定功率输出模式，无功出力设定为当前值或零值；运行方式切换完成后再根据其所处运行区域进行调控，避免出现交互影响问题。有益效果：通过实时采集配电站内开关设备、变压器设备、容抗器及DFACTS设备等的监测信息，基于xml配置文件进行系统描述，自适应运行方式变化，解决多DFACTS设备联合运行时存在的交互影响问题。基于档位变化、历史数据统计与自学习获得更精准影响因子(档位-电压影响因子、档位-无功影响因子，无功-电压影响因子)，解决运行方式变化、电网阻抗改变等带来的影响，实现更精细化调控，不仅适用于含DFACTS设备系统电压无功控制，也适用于常规变电站VQC调控；无功设备调控策略的实施，特别是选择最宽范围无功可调设备作为主设备，且以其无功出力最靠近其容量中点进行功率预分配，然后自动跟踪目标运行，充分发挥了SVG等无功可调设备闭环控制、快速响应能力，获得最宽范围、最长时间稳定运行效果。响应速度毫秒级、调控输出曲线更加平滑、系统运行更加稳定，保证高质量电力供应，满足敏感负荷供电需求，避免出现由于电能质量问题引发的设备损坏、重大经济损失甚至人身安全问题，为分布式能源消纳提供了重要支撑。附图说明图1为某典型高电能质量工业园区变主接线图。图2为第1种系统运行方式示意图。图3为第2种系统运行方式示意图。图4为第3种系统运行方式示意图。图5为第4种系统运行方式示意图。图6为第5种系统运行方式示意图。图7为某变电站变主接线图。图8为基于自学习无功-电压影响因子修正子程序流程图。图9为本专利技术无功设备调控子程序流程图。图10为本专利技术含DFACTS设备电力系统电压无功调控流程图。具体实施方式为使本专利技术的上述内容、特点更加通俗易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细的说明。本专利技术提供了一种含DFACTS设备配电系统电压无功最优调控方法，其整体流程如图10所示，具体步骤如下：(1)、电压无功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含多DFACTS设备配电系统电压无功调控方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、电压无功调节装置/系统实时采集系统中各开关设备、变压器设备、无功固定设备、无功可调设备的状态信息及测量信息，并根据调控策略进行调节控制；(2)、当系统配置具有闭环自动跟踪控制能力的无功可调设备时，设备采集考核目标电气量作为闭合控制跟踪目标，目标电气量包括挂接母线电压、挂接母线进线功率及功率因素；(3)、用xml语言描述系统配置、运行方式及各运行方式下的调控子节点，形成xml配置文件，自适应系统网架及系统配置变化；运行方式调控节点划分：分列运行母线中的每段母线作为独立调控节点，并列运行母线作为一个调控节点；(4)、程序解析xml配置文件，用程序语言进行描述；(5)、通过并网点开关位置信息自动适配运行方式，获得系统当前运行方式及该运行方式下的调控子节点信息；(6)、根据当前运行方式调控子节点进行分别调控；(7)、获取当前运行方式下每调控节点同一断面监测母线电压、监测进线功率信息，基于历史数据统计及自学习获取高精度无功‑电压影响因子，具体实现方法为：通过无功设备投切或调节前后无功及电压变化、近时段内系统明显的无功与电压波动获得无功对电压的影响因子；基于变压器调档前后电压无功变化，获取档位对电压和无功的影响因子；(8)、按调控目标进行区域划分，分为越上限区域、越下限区域、合格区域。根据采集电气量，确定每调控节点当前所属运行区域，根据所属运行区域进行调控；设备调控优先级参照变电站VQC九宫格模型，以无功可调设备优先；按区域调控策略，当不再进行变压器调档控制而只进行无功设备调控时，以无功可调设备优先、无功固定设备投切数最少为原则；设备调控优先级以程序定义或xml配置方式进行描述。调控节点调控策略如下：(8.1)、处于合格区，若无主设备或主设备过载，进行无功设备调控处理；(8.2)、处于非合格区，按照区域策略确认是否先进行变压器调档，若不需调档或变压器当前不可再调档，进行无功设备调控处理；(9)、无功设备调控处理分三种情况且优先级从高到低进行处理：(9.1)第一种情况，无功可调设备可完全补偿：电压或电压优先控制时，从并列母线上所有无功可调设备中选择容量最大设备作为主设备；进线恒功率、恒功率因素、功率因素优先控制时，从主母线上所有无功可调设备中选择容量最大设备作为主设备；然后以主设备无功预计出力靠近其容量中点为原则进行无功分配；最后调控主设备使其处于自动模式运行，调控其它无功可调设备运行于固定无功出力模式；(9.2)无功可调设备加上无功固定设备才能完全补偿：无功分配仍以主设备无功预计出力尽量靠近其容量中点为原则，通过无功固定设备投退控制，使功率缺额落在无功可调设备补偿范围内，然后按(9.1)进行控制；(9.3)无功可调设备加上无功固定设备都不能完全补偿：无功可调设备满载运行于固定无功出力模式；(10)、通过并网点开关主动控制命令、位置变化以及保护动作情况检测运行方式变化，运行方式变化时自动将所涉调控节点下的无功可调设备切换为固定功率输出模式，无功出力设定为当前值或零值；运行方式切换完成后再根据其所处运行区域进行调控，避免出现交互影响问题。...

【技术特征摘要】
1.一种含多DFACTS设备配电系统电压无功调控方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、电压无功调节装置/系统实时采集系统中各开关设备、变压器设备、无功固定设备、无功可调设备的状态信息及测量信息，并根据调控策略进行调节控制；(2)、当系统配置具有闭环自动跟踪控制能力的无功可调设备时，设备采集考核目标电气量作为闭合控制跟踪目标，目标电气量包括挂接母线电压、挂接母线进线功率及功率因素；(3)、用xml语言描述系统配置、运行方式及各运行方式下的调控子节点，形成xml配置文件，自适应系统网架及系统配置变化；运行方式调控节点划分：分列运行母线中的每段母线作为独立调控节点，并列运行母线作为一个调控节点；(4)、程序解析xml配置文件，用程序语言进行描述；(5)、通过并网点开关位置信息自动适配运行方式，获得系统当前运行方式及该运行方式下的调控子节点信息；(6)、根据当前运行方式调控子节点进行分别调控；(7)、获取当前运行方式下每调控节点同一断面监测母线电压、监测进线功率信息，基于历史数据统计及自学习获取高精度无功-电压影响因子，具体实现方法为：通过无功设备投切或调节前后无功及电压变化、近时段内系统明显的无功与电压波动获得无功对电压的影响因子；基于变压器调档前后电压无功变化，获取档位对电压和无功的影响因子；(8)、按调控目标进行区域划分，分为越上限区域、越下限区域、合格区域。根据采集电气量，确定每调控节点当前所属运行区域，根据所属运行区域进行调控；设备调控优先级参照变电站VQC九宫格模型，以无功可调设备优先；按区域调控策略，当不再进行变压器调档控制而只进行无功设备调控时，以无功可调设备优先、无功固定设备投切数最少为原则；设备调控优先级以程序定义或xml配置方式进行描述。调控节点调控策略如下：(8.1)、处于合格区，若无主设备或主设备过载，进行无功设备调控处理；(8.2)、处于非合格区，按照区域策略确认是否先进行变压器调档，若不需调档或变压器当前不可再调档，进行无功设备调控处理；(9)、无功设备调控处理分三种情况且优先级从高到低进行处理：(9.1)第一种情况，无功可调设备可完全补偿：电压或电压优先控制时，从并列母线上所有无功可调设备中选择容量最大设备作为主设备；进线恒功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亚军，王小红，吴海，胡国，黄峰，金鹏，沈茜，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32