基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法技术

本发明专利技术涉及一种基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。本方法首先根据预设的越限自动分析周期，从自动电压控制系统中获取变电站母线电压越限数据，计算周期内各变电站最大连续越限时长T

【技术实现步骤摘要】
基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法
本专利技术属于电力系统自动电压控制
，尤其涉及一种基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法。
技术介绍
自动电压控制(AutomaticVoltageControl，以下简称AVC)系统是实现电网安全(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，其基本原理是通过协调控制发电机无功出力、变压器分接头和无功补偿设备，实现电网内无功电压的合理分布。到目前为止，全世界主流的自动电压控制主要有三种模式：第一种是以德国RWE电力公司代表二级控制，没有所谓分区控制，最优潮流(OPF)的优化计算结果直接发到各电厂的一级电压控制器进行控制。但是OPF模型计算量大，计算时间较长。当系统中发生大的扰动、负荷陡升或陡降时，如果完全依赖OPF，则AVC的响应速度不够，控制的动态品质难以保证。第二种是以法国EDF的三级电压控制模式的研究和实施始于上世纪70年代，经历了三十余年的研究、开发和应用，是目前国际上公认为最先进的电压控制系统。该控制模式得到了很好的应用，但是该模式仍存在缺点，这是因为区域的二级电压控制(SVC)是基于电力系统无功电压的局域性而开发的，而区域间无功电压是有耦合的，因此控制系统的质量在根本上取决于各区域间无功电压控制的耦合程度。但是，随着电力系统的发展和运行工况的实时变化，设计时认为相对解耦的区域并非一成不变，而且以固定的控制参数形式存在的控制灵敏度更是随运行工况而实时变化，因此这种以硬件形式固定下来的区域控制器难以适应电力系统的不断发展和实时运行工况的大幅度变化，因此难以持久地保证有良好的控制效果。第三种是清华大学电机系调度自动化实验室提出了基于“软分区”的三级电压控制模式，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)中进行了说明，该模式通过软分区克服了EDF三级电压控制中硬分区的不足，已经在国内二十多个地区电网、省级电网中得到广泛应用，并成功推广到北美PJM电网的电压控制中。三级控制为全局无功优化的最优潮流(OPF)，给出全网协调的电压优化控制目标；二级控制为分区解耦的控制策略计算，以三级控制给出的各分区中的中枢母线的优化控制目标为输入，考虑分区内电厂等无功调节设备，计算分区内各种无功资源的控制策略，并下发到电厂和变电站，厂站端的子站装置完成一级控制，接收调度主站下发的控制策略并执行。目前区域电网AVC控制系统仍然多采用基于“软分区”的三级电压控制模式，在区域电网调度中心AVC主站完成三级、二级电压控制功能，其中二级电压控制对象是电厂或者是变电站。若控制对象是电厂，在一个控制周期内(常规为5分钟)，根据三级电压控制给出的区域中枢母线电压优化目标值，采用灵敏度算法，结合AVC电厂子站上送的调节能力，综合计算出与此中枢母线相关的发电机高压母线电压控制目标值，并下发控制指令给AVC电厂子站对该电厂进行电压控制，一个周期下发一个轮次的控制指令。若二级电压控制的控制对象是变电站，根据三级控制给出的区域中枢母线电压的优化目标值，采用灵敏度算法求出此区域内所有的变电站的母线电压控制目标值。但是这个目标值不能直接用于控制，这与电厂二级电压控制有所不同。一方面，由于变电站控制的设备是离散设备，变电站的电压控制是非连续的，具有阶跃性；另一方面，变电站内需要综合考虑高、中、低三侧的母线电压的安全约束和调节目标的要求，因此在变电站二级电压控制中，需要根据变电站的设备运行情况，结合三级电压控制给出的电压优化目标值，对当前可用的离散设备的控制结果进行预估，才能确定是否可控并生成设备具体的控制指令，下发给AVC变电站子站执行。工程上AVC控制系统中经常出现变电站母线电压越限情况，目前母线电压越限分析，基本都是依赖人工查询AVC控制系统运行控制数据，人工进行越限情况分析，再进一步优化配置电网无功，一方面人工分析效率不高，另一方面会出现母线电压越限人工分析不及时，可能导致厂站母线电压长时间处于越限，进而影响电网安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法，对已有的电网无功优化配置方法进行改进，以克服已有技术的不足之处，提高优化配置速度和准确率高，并降低人力成本。本专利技术提出的基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法，包括以下步骤：(1)当分析时刻到来时，从AVC获取各变电站上一周期T的变电站考核母线电压越限数据，获取的越限数据包括：变电站名称Nst、母线名称Nbs、越限时刻Tv、电压实时值Vr、电压上限Umax和电压下限Umin；(2)对步骤(1)中获取到的越限数据进行处理，计算得出各变电站考核母线的最大连续越限时长Tmax、最大连续越限时长的开始时刻Tstat、最大连续越限时长的结束时刻Tend和越限类型Ptype，具体包括如下步骤：(2-1)对步骤(1)中获取的越限数据按照变电站名称Nst、母线名称Nbs、越限时刻Tv升序进行排序；(2-2)依次逐行处理步骤(2-1)中排序后的越限数据，当变电站和考核母线相同，相邻两次越限时刻Tv的间隔时间不大于AVC系统数据采样存储周期Tc时，则认为是连续越限，连续越限的时间为Tc的倍数，连续越限时间中的最大值记为最大连续越限时长Tmax；(2-3)按照步骤(2-2)方法，计算得出所有变电站的所有考核母线最大连续越限时长Tmax，并将最大连续越限时长的开始时刻记为Tstat，将最大连续越限时长的结束时刻记为Tend，当电压实时值Vr>电压上限Umax时，记越限类型Ptype＝1，当电压实时值Vr<电压上限Umin时，记越限类型Ptype＝2；(3)设定一个连续越限时长阈值ET，若所有变电站的考核母线连续越限时长Tmax均小于ET，则执行步骤(5)，当所有变电站考核母线中存在一条或一条以上最大连续越限时长满足Tmax>ET的考核母线，则启动一次越限自动计算分析，从AVC系统获取并计算得出越限分析数据，具体包括如下步骤：(3-1)通过越限变电站名称，从AVC系统中，根据电网拓扑结构，获取与该越限变电站有线路直连的所有变电站名称；(3-2)根据步骤(3-1)获取到的变电站名称，和步骤(2-3)中最大连续越限时长的开始时刻Tstat，最大连续越限时长的结束时刻Tend，从AVC系统中获取该越限时段越限变电站和各邻近变电站的投入AVC的状态以及各变电站所有母线数据，母线数据包括：电压最大值Vmax、电压最小值Vmin、电压上限Umax和电压下限Umin；并从AVC系统中获取越限时段的越限变电站和各邻近变电站的无功数据，无功数据包括：无功值Qr、无功上限值Qmax和无功下限值Qmin，根据无功数据计算得到越限时段内最大可增无功Qmax_inc＝MAX(Qmax-Qr)以及最大可减无功Qmax_dec＝MAX(Qr-Qmin)；(4)设定一个无功可调阈值EQ和电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法，其特征在于该包括以下步骤：/n(1)当分析时刻到来时，从AVC获取各变电站上一周期T的变电站考核母线电压越限数据，获取的越限数据包括：变电站名称N

【技术特征摘要】
1.一种基于变电站母线电压日越限分析的电网无功优化配置方法，其特征在于该包括以下步骤：
(1)当分析时刻到来时，从AVC获取各变电站上一周期T的变电站考核母线电压越限数据，获取的越限数据包括：变电站名称Nst、母线名称Nbs、越限时刻Tv、电压实时值Vr、电压上限Umax和电压下限Umin；
(2)对步骤(1)中获取到的越限数据进行处理，计算得出各变电站考核母线的最大连续越限时长Tmax、最大连续越限时长的开始时刻Tstat、最大连续越限时长的结束时刻Tend和越限类型Ptype，具体包括如下步骤：
(2-1)对步骤(1)中获取的越限数据按照变电站名称Nst、母线名称Nbs、越限时刻Tv升序进行排序；
(2-2)依次逐行处理步骤(2-1)中排序后的越限数据，当变电站和考核母线相同，且相邻两次越限时刻Tv的间隔时间不大于AVC系统数据采样存储周期Tc时，则认为是连续越限，连续越限的时间为Tc的倍数，连续越限时间中的最大值记为最大连续越限时长Tmax；
(2-3)重复步骤(2-2)，分别计算得出所有变电站的所有考核母线最大连续越限时长Tmax，并将最大连续越限时长的开始时刻记为Tstat，将最大连续越限时长的结束时刻记为Tend，当电压实时值Vr>电压上限Umax时，记越限类型Ptype＝1，当电压实时值Vr<电压上限Umin时，记越限类型Ptype＝2；
(3)设定一个连续越限时长阈值ET，若所有变电站的考核母线连续越限时长Tmax均小于ET，则执行步骤(5)，当所有变电站考核母线中存在一条或以上最大连续越限时长满足Tmax>ET的考核母线，则启动一次越限自动计算分析，从AVC系统获取并计算得出越限分析数据，具体包括如下步骤：
(3-1)通过越限变电站名称，从AVC系统中，根据电网拓扑结构，获取与该越限变电站有线路直连的所有变电站名称；
(3-2)根据步骤(3-1)获取到的变电站名称、步骤(2-3)中最大连续越限时长的开始时刻Tstat和最大连续越限时长的结束时刻Tend，从AVC系统中获取该越限时段越限变电站和各邻近变电站的投入AVC的状态以及各变电站所有母线数据，母线数据包括：电压最大值Vmax、电压最小值Vmin、电压上限Umax和电压下限Umin；并...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭贝斯，贾琳，章平，罗亚洲，汤磊，王茂海，吴晨曦，王聪，袁峥，李柱华，
申请(专利权)人：国家电网公司华北分部，北京清大高科系统控制有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11