系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术属于抽水蓄能电力系统领域，具体涉及一种系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统及其控制方法，解决了多台抽水蓄能机组无功出力不能合理协调利用、机组无功出力未考虑系统站电压约束的技术问题，在所述接入系统站高压母线并联第一电压互感器，所述第一电压互感器的二次端通过信号采集线与第一电压采集器的输入端相连接，所述第一电压采集器的输出端与所述控制站的信号输入端相连；在所述抽水蓄能电站高压母线并联第二电压互感器，所述第二电压互感器的二次端通过信号采集线与第二电压采集器的输入端相连接，所述第二电压采集器的输出端与所述控制站的信号输入端相连；所述控制站输出端与多个所述机组励磁调节器的输入端相连。

【技术实现步骤摘要】
系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统及其控制方法
本专利技术属于抽水蓄能电力系统领域，具体涉及一种系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统及其控制方法。
技术介绍
抽水蓄能机组作为水电机组的一种，具有发电、抽水、迟相、进相等多种运行方式，在不同运行方式下，多台抽水蓄能机组的无功出力需要进行协调，否则存在多台机组进相、迟相运行同时存在问题，影响系统安全运行；同时，系统站电压存在运行约束，在抽水蓄能机组不同运行方式下，需要对系统提供不同的无功支撑以满足运行要求，但目前相关研究未涉及此方面的内容。蒋逸静，天荒坪抽水蓄能电站的电压控制[J]，针对某抽水蓄能电站提出了电压调节手段，但仅以电压为调节目标；陈文，崔一铂，游力等，抽水蓄能机组不同运行方式对电网电压调节作用的比较[J]，以试验的手段分析了不同运行方式下抽水蓄能机组的调压效果；郝鑫杰，宋述勇，郑惠萍等，抽水蓄能机组电动运行方式无功电压控制研究[J]，通过仿真和试验手段对某抽水蓄能机组的调压能力和稳定性进行了描述。虽然上述文献公开了抽水蓄能机组都研究了系统调压的影响，但上述文献未考虑多台机组无功出力的协调以及系统电压运行的约束。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术存在的不足，提供了一种系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统及其控制方法，解决了多台抽水蓄能机组无功出力不能合理协调利用、机组无功出力未考虑系统站电压约束的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统，包括接入系统站高压母线，第一电压互感器，第一电压采集器，抽水蓄能电站高压母线，第二电压互感器，第二电压采集器，控制站，机组励磁调节器；在所述接入系统站高压母线并联第一电压互感器，所述第一电压互感器的二次端通过信号采集线与第一电压采集器的输入端相连接，所述第一电压采集器的输出端与所述控制站的信号输入端相连；在所述抽水蓄能电站高压母线并联第二电压互感器，所述第二电压互感器的二次端通过信号采集线与第二电压采集器的输入端相连接，所述第二电压采集器的输出端与所述控制站的信号输入端相连；所述控制站输出端与多个所述机组励磁调节器的输入端相连。所述机组励磁调节器与所述控制站通过信号传输线相连。一种系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统的控制方法，包括：抽水蓄能电站母线电压受到接入系统站母线电压、送出线电压降及机组无功出力影响，送出线电压降表达式为：其中，P、Q分别为抽水蓄能电站有功无功出力，X、R分别为送出线路电抗及电阻，Us为接入系统站母线电压；抽水蓄能电站母线电压为Ucs＝Us+dU由此可得无功Q与抽水蓄能电站母线电压的耦合关系Q＝f(Ucs，P)；根据系统调峰需求，抽水蓄能电站需要运行在抽水/发电工况下，抽水/发电负荷为P，且已知系统运行电压Us，则按照Q＝f(Ucs，P)得出抽水蓄能电站无功需求，也即，在抽水/发电工况下需要发出无功总量；此时，需要对无功总量进行一次判定，与在运行机组无功出力总能力进行比较，若总能力小于总需求，则需要调整运行方式，减少抽水蓄能机组抽水/发电负荷；反之，则对无功负荷根据在运行机组容量进行分配，即：对分配后的无功出力进行判定，若超出第i台(i＝1,2,…,n,共n台抽水蓄能机组)机组的无功能力值，则第i台机组按照最大能力值进行无功分配，盈余部分计入缺额池；反之，若未超出能力值，则按照分配值运行。上述分配筛选仍有无功出力余量的机组，随后对缺额池中的无功总额按照上述方式进行再次分配，直到缺额池无功为零为止。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：本专利技术采用在接入系统站高压母线和抽水蓄能电站高压母线处并联电压互感器，并用电压采集器对其进行数据采集，将采集到的信号送入控制站中，对信息进行计算，利用本专利技术所用的判定方法及流程来对机组励磁调节器进行控制，实现最终对抽水蓄能机组的控制。实现了以系统站母线电压为约束的抽水蓄能电站无功出力控制系统，以从机组无功出力来协调控制策略，从而解决机组无功出力不匹配的问题。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的控制流程图。图中：1为接入系统站高压母线，2为第一电压互感器，3为第一电压采集器，4为抽水蓄能电站高压母线，5为第二电压互感器，6为第二电压采集器，7为控制站，8为机组励磁调节器。具体实施方式如图1和2所示，本专利技术系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统，包括接入系统站高压母线1，第一电压互感器2，第一电压采集器3，抽水蓄能电站高压母线4，第二电压互感器5，第二电压采集器6，控制站7，机组励磁调节器8；在所述接入系统站高压母线1并联第一电压互感器2，所述第一电压互感器2的二次端通过信号采集线与第一电压采集器3的输入端相连接，所述第一电压采集器3的输出端与所述控制站7的信号输入端相连；在所述抽水蓄能电站高压母线4并联第二电压互感器5，所述第二电压互感器5的二次端通过信号采集线与第二电压采集器6的输入端相连接，所述第二电压采集器6的输出端与所述控制站7的信号输入端相连；所述控制站7输出端与多个所述机组励磁调节器8的输入端相连。所述机组励磁调节器8与所述控制站7通过信号传输线相连。一种系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统的控制方法，包括：抽水蓄能电站母线电压受到接入系统站母线电压、送出线电压降及机组无功出力影响，送出线电压降表达式为：其中，P、Q分别为抽水蓄能电站有功无功出力，X、R分别为送出线路电抗及电阻，Us为接入系统站母线电压；抽水蓄能电站母线电压为Ucs＝Us+dU由此可得无功Q与抽水蓄能电站母线电压的耦合关系Q＝f(Ucs，P)；根据系统调峰需求，抽水蓄能电站需要运行在抽水/发电工况下，抽水/发电负荷为P，且已知系统运行电压Us，则按照Q＝f(Ucs，P)得出抽水蓄能电站无功需求，也即，在抽水/发电工况下需要发出无功总量；此时，需要对无功总量进行一次判定，与在运行机组无功出力总能力进行比较，若总能力小于总需求，则需要调整运行方式，减少抽水蓄能机组抽水/发电负荷；反之，则对无功负荷根据在运行机组容量进行分配，即：对分配后的无功出力进行判定，若超出第i台(i＝1,2,…,n,共n台抽水蓄能机组)机组的无功能力值，则第i台机组按照最大能力值进行无功分配，盈余部分计入缺额池；反之，若未超出能力值，则按照分配值运行。上述分配筛选仍有无功出力余量的机组，随后对缺额池中的无功总额按照上述方式进行再次分配，直到缺额池无功为零为止。上述实施方式仅示例性说明本专利技术的原理及其效果，而非用于限制本专利技术。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本专利技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述
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【技术保护点】
1.系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统，其特征在于，包括接入系统站高压母线(1)，第一电压互感器(2)，第一电压采集器(3)，抽水蓄能电站高压母线(4)，第二电压互感器(5)，第二电压采集器(6)，控制站(7)，机组励磁调节器(8)；/n在所述接入系统站高压母线(1)并联第一电压互感器(2)，所述第一电压互感器(2)的二次端通过信号采集线与第一电压采集器(3)的输入端相连接，所述第一电压采集器(3)的输出端与所述控制站(7)的信号输入端相连；/n在所述抽水蓄能电站高压母线(4)并联第二电压互感器(5)，所述第二电压互感器(5)的二次端通过信号采集线与第二电压采集器(6)的输入端相连接，所述第二电压采集器(6)的输出端与所述控制站(7)的信号输入端相连；/n所述控制站(7)输出端与多个所述机组励磁调节器(8)的输入端相连。/n

【技术特征摘要】
1.系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统，其特征在于，包括接入系统站高压母线(1)，第一电压互感器(2)，第一电压采集器(3)，抽水蓄能电站高压母线(4)，第二电压互感器(5)，第二电压采集器(6)，控制站(7)，机组励磁调节器(8)；
在所述接入系统站高压母线(1)并联第一电压互感器(2)，所述第一电压互感器(2)的二次端通过信号采集线与第一电压采集器(3)的输入端相连接，所述第一电压采集器(3)的输出端与所述控制站(7)的信号输入端相连；
在所述抽水蓄能电站高压母线(4)并联第二电压互感器(5)，所述第二电压互感器(5)的二次端通过信号采集线与第二电压采集器(6)的输入端相连接，所述第二电压采集器(6)的输出端与所述控制站(7)的信号输入端相连；
所述控制站(7)输出端与多个所述机组励磁调节器(8)的输入端相连。


2.根据权利要求1所述的系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统，其特征在于，所述机组励磁调节器(8)与所述控制站(7)通过信号传输线相连。


3.一种权利要求1所述的系统电压约束的多台抽水蓄能机组无功协调控制系统的控制方法，其特征在于，包括：
抽水蓄能电站母线电压受到接入系统站母线电压、送出线电压降及机组无功出力影响...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄利明，刘新元，郑惠萍，王金浩，郝捷，段伟文，郝鑫杰，张谦，暴悦爽，程雪婷，王玮茹，曲莹，张世锋，张颖，张一帆，陈丹阳，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14