一种自动电压控制中的变电站智能建模方法技术

本发明专利技术属于电力系统自动电压控制技术领域，提供了一种自动电压控制中的变电站智能建模方法，包括以下步骤：设置变电站自动电压控制的建模约束条件；从平台电网模型中获取变电站i的信息，存入ST

【技术实现步骤摘要】
一种自动电压控制中的变电站智能建模方法


[0001]本专利技术属于电力系统自动电压控制
，尤其是一种自动电压控制中的变电站智能建模方法。

技术介绍

[0002]自动电压控制(以下简称AVC，Automatic Voltage Control)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。AVC系统架构在电网能量管理系统(以下简称EMS)之上，能够利用电网实时运行数据，从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，自动下发给变电站、变电站以及下级电网调度机构执行。AVC系统以电压安全和优质为约束，以系统运行经济性为目标，连续闭环地进行电压的实时优化控制，实现了无功电压协调控制方案的在线生成、实时下发、闭环自动控制等一整套分析、决策、控制，以及再分析，再决策、再控制的无功电压实时追踪控制问题，能够有效地克服传统的电网无功电压控制手段存在的不足，提高电网安全稳定经济运行的水平。
[0003]郑广君、苑画舫在《基于调控一体的北京电网自动电压控制》(第四届(2010)全国电力系统无功/电压技术交流研讨会论文集，2010年，西安，120～125页)中提出了一种面向多目标的变电站优化控制方法，主要的原则是：同时将变电站内多个电压等级母线的电压和变压器无功作为控制目标，通过多个控制目标之间的协调，实现变电站的优化控制。具体的控制目标包括：
[0004]1)母线电压合格。变电站控制首先保证站内各电压等级的母线电压合格。当由于控制手段用尽，确实不能保证各电压等级母线电压合格时，按照预设的优先级，优先保证高级别母线电压合格。
[0005]2)无功合理。在所有母线电压合格的基础上，考虑变压器高压侧绕组无功合格。
[0006]3)主网电压优化。在电压合格和无功合理的条件都能满足的情况下，进行主网母线的电压优化控制。
[0007]该方法突破了传统的变电站AVC控制中只以站内某一电压等级母线电压为控制目标的限制，可以实现变电站内各侧电压等级母线电压合格，满足了电网运行要求。目前该方法在省级电网控制中心得到比较广泛的应用。
[0008]AVC系统的主站部分是在电网控制中心基于软件程序实现的自动电压控制方法，对变电站的控制方法为对无功补偿设备的投切指令以及变压器有载调压分接头的调节指令。无功设备主要包括电容器和电抗器，当投入电容器或切除电抗器时，母线电压升高；当切除电容器或投入电抗器后，母线电压降低。变压器有载调压分接头一般装载在变压器高压侧绕组，分接头档位升高时中低压母线电压升高，反之降低。AVC主站下发投入或切除无功设备的指令以及分接头升降指令，变电站内的自动化监控系统根据接收的指令，完成站内无功设备的投切或分接头的调节。
[0009]AVC系统的主站部分是在电网控制中心基于软件程序实现的自动电压控制方法，
要对变电站内的设备进行计算，需要相应的模型和参数，目前AVC系统的主站部分都是基于离线人工维护模型和参数，包括建立变电站、控制母线、控制容抗、控制分接头、控制主变等设备，并对设备的参数进行维护。这个过程需要进行人工维护参数、计划曲线设置，人工离线维护完成后，计算程序读取后进行计算，这样会存在大量的工作量及参数设置的误差。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，本专利技术提供一种自动电压控制中的变电站智能建模方法，能够根据设置的模型约束条件自动生成控制模型，减少维护工作量并避免维护中的错误。
[0011]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：
[0012]一种自动电压控制中的变电站智能建模方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一、设置变电站自动电压控制的建模约束条件；
[0014]步骤二、从平台电网模型中获取变电站i的信息，存入ST
i
集合；
[0015]步骤三、根据ST
i
集合及步骤一设置的变电站自动电压控制的建模约束条件生成控制模型集合DCTRL；
[0016]步骤四、将控制模型集合DCTRL应用到自动电压控制中进行控制；
[0017]所述平台电网模型包括厂站模型、主变模型、母线模型、容抗模型、分接头模型。
[0018]其中，步骤一所述的设置变电站自动电压控制的建模约束条件包括按照电压等级设置如下约束条件：
[0019]母线的计划限值曲线建模约束条件；
[0020]控制主变功率因数计划曲线建模约束条件；
[0021]受控变电站的参数建模约束条件；
[0022]受控母线的参数建模约束条件；
[0023]受控电容器、电抗器的参数建模约束条件；
[0024]受控分接头的参数建模约束条件；
[0025]受控主变的参数建模约束条件。
[0026]进一步的，
[0027]所述母线的计划限值曲线建模约束条件是分别设置各个电压等级的默认计划曲线BSCR，形成计划曲线集合，所述各个电压等级的默认计划曲线BSCR中包括计划上限集合、计划下限集合、默认值集合；
[0028]所述控制主变功率因数计划曲线建模约束条件是设置控制主变的默认计划曲线BSCRxf，并将所述控制主变的默认计划曲线BSCRxf增加到所述各个电压等级的默认计划曲线BSCR中，所述控制主变的默认计划曲线BSCRxf包括主变功率因数计划上限集合、主变功率因数计划下限集合、主变功率因数默认值集合。
[0029]所述受控变电站的参数建模约束条件集为：其中V
ist
表示变电站所在站的电压等级；
[0030]所述受控母线的参数建模约束条件为：其中V
ipbs
表示受控母线所在的电压等级；
[0031]所述受控电容器、电抗器的参数建模约束条件为：其中其中V
icp
表示电容电抗器所在的电压等级；
[0032]所述受控分接头的参数建模约束条件为：其中其中V
ioltc
表示控制分接头所在的电压等级；
[0033]所述受控主变的参数建模约束条件为：其中V
itrfm
表示控制主变高压侧所在的电压等级；
[0034]I为约束条件数量，J为设备参数数量，type为参数类型，其取值范围包括：0整数，1长整数，2浮点数，3字符串；code为变量名称；name为变量说明；value为数值。
[0035]进一步的，步骤二的过程如下：
[0036]从厂站模型中获取当前变电站i的记录S
i
，并将S
i
存入ST
i
集合中，形成ST
i
＝{S
i
}；
[0037]从主变模型中获取属于当前变电站i的主变，记为TR＝{TRj,j＝1,
…
,n1},n1为当前变电站i包含的所有主变数量，将TR存入ST
i
集合中，形成ST
i
＝{S...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动电压控制中的变电站智能建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、设置变电站自动电压控制的建模约束条件；步骤二、从平台电网模型中获取变电站i的信息，存入ST
i
集合；步骤三、根据ST
i
集合及步骤一设置的变电站自动电压控制的建模约束条件生成控制模型集合DCTRL；步骤四、将控制模型集合DCTRL应用到自动电压控制中进行控制；所述平台电网模型包括厂站模型、主变模型、母线模型、容抗模型、分接头模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一所述设置变电站自动电压控制的建模约束条件包括按照电压等级设置如下约束条件：母线的计划限值曲线建模约束条件；控制主变功率因数计划曲线建模约束条件；受控变电站的参数建模约束条件；受控母线的参数建模约束条件；受控电容器、电抗器的参数建模约束条件；受控分接头的参数建模约束条件；受控主变的参数建模约束条件。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述母线的计划限值曲线建模约束条件是分别设置各个电压等级的默认计划曲线BSCR，形成计划曲线集合，所述各个电压等级的默认计划曲线BSCR中包括计划上限集合、计划下限集合、默认值集合；所述控制主变功率因数计划曲线建模约束条件是设置控制主变的默认计划曲线BSCRxf，并将所述控制主变的默认计划曲线BSCRxf增加到所述各个电压等级的默认计划曲线BSCR中，所述控制主变的默认计划曲线BSCRxf包括主变功率因数计划上限集合、主变功率因数计划下限集合、主变功率因数默认值集合。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述受控变电站的参数建模约束条件为：其中其中表示变电站所在站的电压等级；所述受控母线的参数建模约束条件为：其中其中表示受控母线所在的电压等级；所述受控电容器、电抗器的参数建模约束条件为：其中其中其中表示电容电抗器所在的电压等级；
所述受控分接头的参数建模约束条件为：其中其中其中表示控制分接头所在的电压等级；所述受控主变的参数建模约束条件为：其中其中表示控制主变高压侧所在的电压等级；I为约束条件数量，J为设备参数数量，type为参数类型，其取值范围包括：0整数，1长整数，2浮点数，3字符串；code为变量名称；name为变量说明；value为数值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤二的过程如下：从厂站模型中获取当前变电站i的记录S
i
，并将S
i
存入ST
i
集合中，形成ST
i
＝{S
i
}；从主变模型中获取属于当前变电站i的主变，记为TR＝{TRj，j＝1，...，n1}，n1为当前变电站i包含的所有主变数量，将TR存入ST
i
集合中，形成ST
i
＝{S
i
，TR}；从母线模型中获取属于当前变电站i的母线，记为BS＝{BSj，j＝1，...，n2}，n2为当前变电站i包含的所有母线数量，将BS存入ST
i
集合中，形成ST
i
＝{S
i
，TR，BS}；从容抗模型中获取属于当前变电站i的容抗，记为Cp＝{CPj，j＝1，...，n3}，n3为当前变电站i包含的所有容抗数量，将CP存入ST
i
集合中，形成ST
i
＝{S
i
，TR，BS，CP}；从分接头模型中获取属于当前变电站i的分接头，记为OL＝{OLj，j＝1，...，n4}，n4为当前变电站i包含的所有分接头数量，将OL存入ST
i
集合中，形成ST
i
＝{S
i
，TR，BS，CP，OL}。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤三的过程如下：根据步骤二生成的变电站集合ST
i

【专利技术属性】
技术研发人员：姚维平，赵越，鄂志君，郭凌旭，王桂林，杨帮宇，王森，刘伟，边疆，周连升，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：