城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法、设备及终端技术

本发明专利技术属于电力控制技术领域，公开了城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法、设备及终端，所述方法基于SCADA系统实时遥测获取区域电力系统电压及无功功率数据；AVC系统在已分区的基础上，根据获取的电压、无功数据进行计算分析，并进行磁控多功能变压器与AVC协调控制。本发明专利技术将磁控多功能变压器作为区域电网主要的无功电压调控手段，配合电容器实现无功电压的精准调控，对区域电网进行无功优化配置，改进区域电网的无功电压调控能力，降低系统损耗和提高电网电压质量。本发明专利技术能够在保证区域内母线电压与关口无功合格的基础上，减小传统无功电压调控装置的动作次数，降低系统网损，实现区域电网的经济运行。实现区域电网的经济运行。实现区域电网的经济运行。

【技术实现步骤摘要】
城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法、设备及终端


[0001]本专利技术属于电力控制
，尤其涉及一种城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法、设备及终端。

技术介绍

[0002]目前，随着电网的不断发展，用户对电力供应质量的要求日益提高，而电压作为衡量电力供应质量的重要标准，对电网的正常运行具有重要的意义。目前城市电网建设中中大量应用电缆进行供电，造成电力系统中容性无功充电功率增大，在负荷较轻时存在过量冗余容性无功，此时亟须感性无功补偿设备对容性无功进行补偿，传统无功补偿方案通常采用可控电抗器(晶闸管控制电抗器、磁控电抗器等)或者基于电力电子设备的有源补偿装置。然而电力电子设备普遍存在的问题有：可靠性不高，不可工作在较为恶劣的环境中，运维费用高，高频开关产生的电磁干扰对于城市的电磁环境也会造成影响。而另一种外接可控电抗器的方式则需要额外较大的占地面积，不适合于有限空间的城市配电站。因此，需要一种无功补偿设备来适应如今城市配电网的建设状况。
[0003]自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)是现阶段提高全网运行安全性与经济性的重要技术手段，其集分析、决策、控制于一体，可实现无功电压的实时控制。目前，AVC系统广泛以并联电容器组、电抗器组及有载调压变压器为无功电压调控方式，该方式的缺点在于以上设备均为离散性设备，且受限于动作次数，无法实现连续动态调节，利用率低。
[0004]磁控多功能变压器有效将可控电抗器与变压器相结合，使得传统变压器在具有升降压的基础功能外还能具有灵活调节无功电压的能力，仅仅在原有变压器体积上增加部分占地面积，尤其适用于有限空间的城市配电站。
[0005]目前的运行情况而言，磁控多功能变压器局限于单个变电站的无功电压调节，运行方式和功能单一；同时，各变电站普遍采用自动电压控制装置实现电压的自动化控制，同样存在局限于单个变电站电压调节的问题，还无法充分发挥磁控多功能变压器大量投运对于电网电压和潮流的优化控制作用。
[0006]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0007](1)现有的配电网自动电压控制技术采用离散性设备，且受限于动作次数，无法实现连续动态调节，利用率低。
[0008](2)现有的磁控多功能变压器局限于单个变电站的无功电压调节，运行方式和功能单一；同时，各变电站普遍采用自动电压控制装置实现电压的自动化控制，同样存在局限于单个变电站电压调节的问题，无法充分发挥磁控多功能变压器大量投运对于电网电压和潮流的优化控制作用。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种城市配电网磁控多功能变压器协同
控制方法、设备及终端。
[0010]本专利技术是这样实现的，一种城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法，所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法包括：
[0011]基于SCADA系统实时遥测获取区域电力系统电压及无功功率数据；AVC系统在已分区的基础上，根据获取的电压、无功数据进行计算分析，并进行磁控多功能变压器与AVC协调控制。
[0012]进一步，所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法包括以下步骤：
[0013]步骤一，利用SCADA系统获取电力系统的实时运行数据并进行在线分析和计算；
[0014]步骤二，主站AVC系统根据电压等级划分电压控制区，基于SCADA获取的实时数据进行整体系统的无功优化计算，以确保各母线电压稳定和无功潮流最优为准则，将优化计算得到的无功输出设定值下发至每个电压控制区的AVC子站；
[0015]步骤三，子站AVC系统收计算主站下发的无功输出预设值，根据变电站关口无功需求，对磁控多功能变压器的可调范围进行分析，将控制指令下发至磁控多功能变压器控制器；
[0016]步骤四，磁控多功能变压器控制器接收控制指令，根据所述控制指令运行无功控制模式进行调节控制。
[0017]进一步，所述步骤三中包括：
[0018]各子站关口根据区域内可用的无功设备容量，将区域无功需求分配到当前电压控制区内各磁控多功能变压器的控制器，计算磁控多功能变压器的输出容量并将控制指令下发至磁控多功能变压器控制器。
[0019]进一步，所述根据控制指令运行无功控制模式进行调节控制包括：
[0020]磁控多功能变压器控制器接收控制指令，基于所述控制指令控制磁控多功能变压器组件；
[0021]根据无功目标值通过PID控制器计算晶闸管的控制角，同时调整磁控多功能变压器的晶闸管触发角，调节无功输出容量至设定值。
[0022]进一步，所述根据控制指令运行无功控制模式进行调节控制包括：
[0023]将输出脉冲信号经光纤传输至磁控箱，调节磁控多功能变压器的无功输出能量，调节磁控多功能变压器接入点母线电压和所在电压控制区的主网关口无功输出容量至预设限值范围内。
[0024]进一步，所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法还包括：
[0025](1)通过SCADA系统获取当前区域电网实时的系统潮流、机端电压与无功补偿容量可调范围数据；并对获取的数据进行状态估计，去除不良数据，估计得到电力系统的真实状态；
[0026](2)判断所述状态估计结果是否可信，若状态估计残差过大则判断结果不可信，则直接以预先设定的调控目标值下发控制指令；若所述状态估计结果可信，则进行最优潮流计算；
[0027](3)确定目标函数，并设置控制变量无功补偿容量、机端电压的上下限值，进行最优潮流计算；
[0028](4)并判断计算结果是否收敛，若收敛则输出最优状态下的控制变量优化结果，并
通过SCADA系统向各设备下发调控目标值；若不收敛，则基于预先设定的调控目标值下发控制指令。
[0029]进一步，所述步骤(3)中，目标函数如下：
[0030][0031]其中，表示P
loss
系统网损，n
D
表示区域电网母线个数，n
P
表示区域电网关口个数，λ1、λ2均表示罚函数系数，表示母线电压偏差，表示关口无功偏差。
[0032]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，其所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法的步骤。
[0033]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法的步骤。
[0034]本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于执行所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法。
[0035]结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0036]第一、针对上述现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法，其特征在于，所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法包括：基于SCADA系统实时遥测获取区域电力系统电压及无功功率数据；AVC系统在已分区的基础上，根据获取的电压、无功数据进行计算分析，并进行磁控多功能变压器与AVC协调控制。2.如权利要求1所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法，其特征在于，所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法包括以下步骤：步骤一，利用SCADA系统获取电力系统的实时运行数据并进行在线分析和计算；步骤二，主站AVC系统根据电压等级划分电压控制区，基于SCADA获取的实时数据进行整体系统的无功优化计算，以确保各母线电压稳定和无功潮流最优为准则，将优化计算得到的无功输出设定值下发至每个电压控制区的AVC子站；步骤三，子站AVC系统收计算主站下发的无功输出预设值，根据变电站关口无功需求，对磁控多功能变压器的可调范围进行分析，将控制指令下发至磁控多功能变压器控制器；步骤四，磁控多功能变压器控制器接收控制指令，根据所述控制指令运行无功控制模式进行调节控制。3.如权利要求2所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法，其特征在于，所述步骤三中包括：各子站关口根据区域内可用的无功设备容量，将区域无功需求分配到当前电压控制区内各磁控多功能变压器的控制器，计算磁控多功能变压器的输出容量并将控制指令下发至磁控多功能变压器控制器。4.如权利要求2所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法，其特征在于，所述根据控制指令运行无功控制模式进行调节控制包括：磁控多功能变压器控制器接收控制指令，基于所述控制指令控制磁控多功能变压器组件；根据无功目标值通过PID控制器计算晶闸管的控制角，同时调整磁控多功能变压器的晶闸管触发角，调节无功输出容量至设定值。5.如权利要求2所述城市配电网磁控多功能变压器协同控制方法，其特征在于，所述根据控制指令运行无功控制模式进行调节控制还包括：将输出脉冲信号经光纤传输至磁控箱，调节磁控多功能变压器的无功输出能量，调节磁控多功能变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：古凌云，田翠华，吴燕，尹惠，袁佳歆，陈洁，周菲嫣，白雪峰，董宇，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：