静态混成自动电压控制方法技术

本发明专利技术属于电网电压无功自动控制技术领域，其特征在于，静态混成自动电压控制中间层协调计算机根据最高层经济性和安全性调控计算机输入的控制指令，根据该控制指令的具体情况，向中间层发电机组和无功补偿器调控计算机和有载调压变压器调控计算机发出相应的控制命令，同时由中间层发电机组和无功补偿器调控计算机和有载调压变压器调控计算机向静态混成自动电压控制中间层控制指令下发计算机发出控制指令。本发明专利技术能有效的保证电力系统电压的安全－稳定－经济三者协调优化的运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术专利技术属于电力系统的大型区域电网、省级电网和地区电网中的电压无功自动控制方法。
技术介绍
电力系统的发展促使人们不断努力改善电力系统的安全性和稳定性，尤其是电力市场的出现对电力系统的稳定性提出了更高的要求，并使电力系统的安全稳定运行问题带有新的特点。一般发电厂站远离负荷中心，但由于经济以及环境保护等的因素，一方面，某些电力网络的发展跟不上电力负荷快速增长的需要，使得一些传输线路处于重载或超载运行状态；另一方面，电力市场的实施将会使负荷的起落量以及变化的无序性加大。因此维持系统电压水平，提高电压质量和保持系统的电压稳定性成为一个极具挑战性的问题。随着电力市场在各国的逐步实施，在安全稳定的同时使电网运行于更经济的状态，一直是电力系统运行人员和科研人员所追求的目标。电网安全性与运行经济性是电力系统运行的两大主题，也是电压控制的主要目标。以往电力系统的调度控制一般只能按照优先级选择一个控制目标(经济性或者安全性)对系统的运行状态进行调整，或者以权重的形式给出多目标优化问题，难以真正实现多目标的综合优化。目前我国各大电网的无功控制目前均采取分层分区就地平衡的原则，电压实行中枢点和监测点管理，基本上是一级控制，没有做到整个系统范围内的协调、安全和经济调节。而且我国电网多年来一直采用传统的电压/无功调度方式，由调度部门的运行方式人员按季下达各厂站无功电压调度曲线和各级调度值班人员通过调度电话临时下达无功电压调整指令来完成对电网无功和电压的调控。因此电网对无功和电压调控的目标仅仅是电压的质量，尚未考虑网损和电压稳定性因素，没有做到整个系统范围内优质、安全和经济的统一协调。正是在这样的背景下，本专利技术将混成自动控制系统的理念引入电压控制，提出了电力系统，实现对电压的多目标优化控制。在中国专利网(www.patent.com.cn)以“自动电压控制”和“电压自动控制”关键字查询，可以查询到如下两个专利信息(1)电力系统自动电压控制方法(申请(专利)号CN03117719.0)该专利技术涉及的电力系统自动电压控制方法，是将母线电压U分为7个控制区域，在每个控制区域中，结合考虑实测的母线电压的上升、不变和下降3种变化趋势，对无功设备的工作方式进行自动控制，即电容器组的投切、有载调压开关的调整，从而实现对母线电压的精确控制。采用所述方法的结果是能在电容器投切次数、有载调压开关调整次数较少的情况下，获得较理想的无功潮流和较好的电压合格率；或能够在电容器(电抗器)组投切次数较少的前提下达到较高的电压合格率。(2)一种区域电力网无功电压自动控制系统(申请(专利)号CN00112093.X)该专利技术公开了一种区域电力网无功电压自动控制系统，主要由数据采集、中央处理、操作控制组成，根据区域电力网各变电所电压情况，决定是调节本变电所主变分接头还是上级变电所主变分接头。在不向上一级电压等级电网倒送无功时，允许本级电力网内无功倒送，使无功流向合理。通过预算电容、电抗投切后电压值，避免了投切振荡。实施多主变经济运行。本专利技术提高电压质量，降低线损，增加设备出力，应用于区域电力网的无功电压自动控制。上述专利技术专利特征为电压控制对象局限于变电站的变压器和电容电抗器，对发电厂缺乏控制手段，因此应用范围局限在地区小电网，不适用于大的区域电网或者省级电网；而且控制优化目标不够全面，不能实现对电压水平、电压质量与电压稳定性和安全性以及无功优化潮流的有效的综合控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了在静态时电力系统的混成自动电压控制方法。本专利技术的特征在于，该方法在静态混成自动电压控制中间层协调计算机中依次按以下步骤实现步骤(1)初始化设定电力系统的网络参数，其中包括输电线路的串联电阻、串联电抗、并联电导和并联电纳；变压器的变比和阻抗；并联在输电线路上的电容器和电抗器的阻抗；以上数据由静态混成自动电压控制系统数据库服务器设定；给定各母线节点的电压、电流和有功功率和无功功率的实时量测值；步骤(2)在当前时刻(第k个采样间隔后)，根据给定的电力系统各母线节点的电压电压、电流和有功功率和无功功率的实测值，以及电力系统的网络参数形成当前电力系统进行潮流计算时所用的Jacobian矩阵，步骤(3)判断从静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算机输入的控制指令为0或者各关键母线节点新的控制量ΔVPi，其中i为关键母线节点的序号，i＝1，…，αP；步骤(4)判断从静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机输入的控制指令为0还是包括各发电机节点的电压参考值VGmref，m为发电机节点的序号，m＝1，…，αG，各无功补偿器节点的电压参考值VSnref，n为无功补偿器节点的序号，n＝1，…，αS，和有载调压变压器的变比参考值tlref，其中l为有载调压变压器F的序号，l＝1，…，αF，在内的各控制节点的控制参考量；步骤(5)所述静态混成自动电压控制中间层协调计算机根据从步骤(3)得到的各关键母线节点的控制量ΔVPi、从步骤(4)得到的各控制参考量，按照以下的情况分别处理步骤(5.1)若静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算机、静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机下达的控制指令都是0，则不执行任何控制操作；否则执行下一步骤(5.2)；步骤(5.2)若静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算机下达的控制指令为0，静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机下达的控制指令不为0，则令ΔVPi＝0，i＝1，…，αP，同时发出从步骤(4)得到的各控制参考量；否则执行下一步骤(5.3)；步骤(5.3)若静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算机下达的控制指令不为0，静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机下达的控制指令为0，则各控制节点的控制参考量等于第k-1个控制时间间隔后的控制参考量，即各发电机节点的电压参考值VGmref=VGmref,]]>m＝1，…，αG，各无功补偿器节点的电压参考值VSnref=VSnref,]]>n＝1，…，αS，各有载调压器的变比参考值tlref=tlref,]]>l＝1，…，αF，同时发出从步骤(3)得到的各关键母线节点的控制量ΔVPi；否则执行下一步骤(5.4)；步骤(5.4)若静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算机、静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机下达的控制指令都不是0，就同时发出步骤(5.2)和(5.3)中所述的在控制指令都不为零使得所发出的数据，然后执行下一步骤(6)；步骤(6)所述静态混成自动电压控制中间层协调计算机根据静态混成自动电压控制系统数据库服务器预先设定的各发电机节点和无功补偿器节点可用的信息，按以下步骤对本中间层进行优化控制步骤(6.1)若步骤(6)所送的都是可用信息，该中间层协调计算机便根据步骤(5)所述的各种情况，向静态混成自动电压控制中间层发电机组和无功补偿器调控计算机发出步骤(5)中所述的各种不同情况下相应的控制指令；步骤(6.2)若步骤(6)所送的是不可用信息，该中间层协调计算机便根据步骤(5)所述的各种情况，向静态混成自动电压控制中间层有载调压变压器调控计算机发出步骤(5)中所述的各种不同情况下相应的控制指令；本专利技术根据电力系统中连续运行的动态过程与离散控制指令、离散操作相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
静态混成自动电压控制方法，其特征在于，该方法在静态混成自动电压控制中间层协调计算机中依次按以下步骤实现：步骤（１）：初始化设定：电力系统的网络参数，其中包括输电线路的串联电阻、串联电抗、并联电导和并联电纳；变压器的变比和阻抗 ；并联在输电线路上的电容器和电抗器的阻抗；以上数据由静态混成自动电压控制系统数据库服务器设定；给定：各母线节点的电压、电流和有功功率和无功功率的实时量测值；步骤（２）：在当前时刻（第ｋ个采样间隔后），根据给定的电力系统各母线 节点的电压电压、电流和有功功率和无功功率的实测值，以及电力系统的网络参数形成当前电力系统进行潮流计算时所用的Ｊａｃｏｂｉａｎ矩阵，步骤（３）：判断从静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算机输入的控制指令为０或者各关键母线节点新的控 制量△Ｖ↓［Ｐｉ］［ｋ］，其中ｉ为关键母线节点的序号，ｉ＝１，…，α↓［Ｐ］；步骤（４）：判断从静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机输入的控制指令为０还是包括各发电机节点的电压参考值Ｖ↓［Ｇｍ］↑［ｒｅｆ］［ｋ］，ｍ为发电机节 点的序号，ｍ＝１，…，α↓［Ｇ］，各无功补偿器节点的电压参考值Ｖ↓［Ｓｎ］↑［ｒｅｆ］［ｋ］，ｎ为无功补偿器节点的序号，ｎ＝１，…，α↓［Ｓ］，和有载调压变压器的变比参考值ｔ↓［ｌ］↑［ｒｅｆ］［ｋ］，其中ｌ为有载调压变压器Ｆ的序号，ｌ＝１，…，α↓［Ｆ］，在内的各控制节点的控制参考量；步骤（５）：所述静态混成自动电压控制中间层协调计算机根据从步骤（３）得到的各关键母线节点的控制量△Ｖ↓［Ｐｉ］［ｋ］、从步骤（４）得到的各控制参考量，按照以下的情况分别处理：步 骤（５．１）：若静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算机、静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机下达的控制指令都是０，则不执行任何控制操作；否则执行下一步骤（５．２）；步骤（５．２）：若静态混成自动电压控制最高层安全性调控计算 机下达的控制指令为０，静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机下达的控制指令不为０，则令△Ｖ↓［Ｐｉ］［ｋ］＝０，ｉ＝１，…，α↓［Ｐ］，同时发出从步骤（４）得到的各控制参考量；否则执行下一步骤（５．３）；步骤（５．３）：若静态混 成自动电压控制最高层安全性调控计算机下达的控制指令不为０，静态混成自动电压控制最高层经济性调控计算机下达的控制指令为０，则各控...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄其励，王钢，卢强，胡伟，梅生伟，张雪敏，贾伟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]