一种地区电网与新能源无功电压协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种地区电网与新能源无功电压协调控制方法包括：获取地区电网和新能源系统的实时数据，对实时数据进行预处理并设置越限事件监测模块检测电压的变化趋势；若不存在电压越限且无功电压控制系统的发电和负荷产生足够大的变化，则调用优化算法对系统的当前运行方式进行无功优化；若存在电压越限，则根据电压越限的情况和无功电压控制系统中其余母线的综合电压水平，判断是否要在安全校正的基础上再次进行优化控制；本发明专利技术采用集中控制的方式，在SCADA的基础上进行全局的无功化计算，提高了计算速度，能够兼顾电压安全约束和系统有功损耗下降，大大降低系统实时监测的数据负担，使无功电压控制系统的电压合格率提高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种地区电网与新能源无功电压协调控制方法


[0001]本专利技术涉及电压协调控制
，具体为一种地区电网与新能源无功电压协调控制方法。

技术介绍

[0002]目前关于新能源接入系统的无功补偿设备协调控制研究较少，且主要集中于风电并网方面，有学者提出针对单个风电场的无功补偿设备的协调控制策略，即以风电场升压站为核心，借鉴变电站综合无功控制的分区图原理，对变压器分接头、电容器和风电机组无功出力进行协调控制，但PCC状态落在可行域边界附近时仍然存在设备频繁调节的问题；另有学者提出基于电网运行计划和风电场功率预测信息的多时间尺度无功补偿设备协调策略，但此种方式对风功率预测信息的准确程度要求过高。
[0003]地区电力系统电压/无功协调控制有其特殊的困难，首先作为电压安全性指标的母线电压监视点数量多，复杂性高；其次无功可控设备数量大，种类多，分布散，各类可控设备的特点和控制能力差异很大，不易协调；再次无功不能远距离传输，存在局域性的电压安全质量问题；针对以上难点，目前还没有形成一套切实可行、快速完善的无功电压控制方法。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]本专利技术实施例的第一方面，提供一种地区电网与新能源无功电压协调控制方法，包括：获取地区电网和新能源系统的实时数据，对所述实时数据进行预处理并设置越限事件监测模块检测电压的变化趋势；若不存在电压越限且无功电压控制系统的发电和负荷产生足够大的变化，则调用优化算法对所述无功电压控制系统的当前运行方式进行无功优化；若存在电压越限，则根据所述电压越限的情况和无功电压控制系统中其余母线的综合电压水平，判断是否要在安全校正的基础上再次进行优化控制。
[0007]作为本专利技术所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法的一种优选方案，其中：所述实时数据的获取包括，
[0008]所述实时数据由静态数据和动态数据组成；
[0009]所述静态数据包括电网日常运行中不需要经常变化的数据，所述动态数据包括联络线功率、各母线电压、发电机有功发电、母线有功及无功负荷、变压器当前档位、补偿设备投入数据。
[0010]作为本专利技术所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法的一种优选方案，其中：所述对实时数据进行预处理包括，
[0011]将功率、电压的有名值转化为计算所需的标幺值，并形成可用的无功设备及动作调整范围列表。
[0012]作为本专利技术所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法的一种优选方案，其中：所述越限事件监测模块的设置包括，
[0013]设置枢纽母线电压的预防控制范围，若所述枢纽母线电压进入预防控制区域，则在一个相对更长的周期内连续监测电压的变化趋势；
[0014]若所述枢纽母线电压持续下降或持续升高，且当前时段在运行模式中的位置有使节点电压继续恶化的趋势，需启动预防控制以增加电压合格裕度。
[0015]作为本专利技术所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法的一种优选方案，其中：所述调用优化算法的步骤包括，
[0016]采用带约束调节松弛的最优潮流无功化方法对所述无功电压控制系统的当前运行方式进行无功优化；
[0017]在正常运行方式下输电线路的有功损耗的计算包括，
[0018][0019]其中，P
loss
表示在正常运行方式下输电线路的有功损耗，K表示系数，P表示线路传输的有功功率，L表示线路长度，U表示线路电压，表示功率因数；
[0020]在正常运行方式下的数学模型F的计算包括，
[0021][0022]在电路故障运行方式下的数学模型f(x)的计算包括，
[0023][0024]其中，wi表示用户提供的偏差加权因子，ci(ΔX
i
)表示优化控制偏离其初始值或额定值所需的费用。
[0025]作为本专利技术所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法的一种优选方案，其中：所述无功优化的约束计算包括，
[0026]g(x，u)＝0
[0027]Q
gmin
≤Q
g
≤Q
gmax
[0028]V
Dmin
≤V
D
≤V
Dmax
[0029]V
gmin
≤V
g
≤V
gmax
[0030]Tap
min
≤Tap≤Tap
max
[0031]0≤Q
c
≤Q
cmax
[0032]其中，g(x，u)表示无功优化的约束函数，x表示状态变量向量，u表示控制变量向量，Q
g
表示发电机无功出力，Q
gmin
和Q
gmax
分别表示发电机无功出力的上下限，V
D
表示负荷母线节点电压，V
Dmin
和V
Dmax
分别表示负荷母线节点电压的上下限，V
g
表示发电机端电压值，V
gmin
和V
gmax
分别表示发电机端电压值的上下限，Tap表示变压器有载调压分接头档位值，
Tap
min
和Tap
max
分别表示变压器有载调压分接头档位值的上下限，Q
c
表示可调电容器投切容量，Q
cmax
表示可调电容器投切容量的上限。
[0033]作为本专利技术所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法的一种优选方案，其中：所述安全校正的步骤包括，
[0034]采用就地控制和协调控制相结合的方式，以控制动作最小为优化目标结合灵敏度对所述系统进行分析；
[0035]根据当前母线电压和功率因数对电容器的投、退和分接头档位进行调整；
[0036]利用有效电压校正策略将设备按照控制效力的大小进行排队，并根据所述设备的动作次数限制，按比例地由各个有效、可用的设备共同承担对越限电压的校正。
[0037]本专利技术实施例的第二方面，提供一种地区电网与新能源无功电压协调控制系统，包括：
[0038]实时数据接口模块，用于获取地区电网和新能源系统的实时数据并对所述实时数据进行预处理；
[0039]越限事件监测模块，用于设置一个枢纽母线电压的预防控制范围，当所述枢纽母线的电压进入预防控制区域时，在一个相对更长的周期内连续监测电压的变化趋势；
[0040]校正控制模块，用于根据当前母线电压和功率因数，确定电容器的投、退和分接头档位的调整，并根据所述设备的动作次数限制，按比例地由各个有效、可用的设备共同承担对越限电压的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地区电网与新能源无功电压协调控制方法，其特征在于，包括：获取地区电网和新能源系统的实时数据，对所述实时数据进行预处理并设置越限事件监测模块检测电压的变化趋势；若不存在电压越限且无功电压控制系统的发电和负荷产生足够大的变化，则调用优化算法对所述无功电压控制系统的当前运行方式进行无功优化；若存在电压越限，则根据所述电压越限的情况和无功电压控制系统中其余母线的综合电压水平，判断是否要在安全校正的基础上再次进行优化控制。2.如权利要求1所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法，其特征在于：所述实时数据的获取包括，所述实时数据由静态数据和动态数据组成；所述静态数据包括电网日常运行中不需要经常变化的数据，所述动态数据包括联络线功率、各母线电压、发电机有功发电、母线有功及无功负荷、变压器当前档位、补偿设备投入数据。3.如权利要求2所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法，其特征在于：所述对实时数据进行预处理包括，将功率、电压的有名值转化为计算所需的标幺值，并形成可用的无功设备及动作调整范围列表。4.如权利要求3所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法，其特征在于：所述越限事件监测模块的设置包括，设置枢纽母线电压的预防控制范围，若所述枢纽母线电压进入预防控制区域，则在一个相对更长的周期内连续监测电压的变化趋势；若所述枢纽母线电压持续下降或持续升高，且当前时段在运行模式中的位置有使节点电压继续恶化的趋势，需启动预防控制以增加电压合格裕度。5.如权利要求1～4任一所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法，其特征在于：所述调用优化算法的步骤包括，采用带约束调节松弛的最优潮流无功化方法对所述无功电压控制系统的当前运行方式进行无功优化；在正常运行方式下输电线路的有功损耗的计算包括，其中，P
loss
表示在正常运行方式下输电线路的有功损耗，K表示系数，P表示线路传输的有功功率，L表示线路长度，U表示线路电压，表示功率因数；在正常运行方式下的数学模型F的计算包括，在电路故障运行方式下的数学模型f(x)的计算包括，
其中，wi表示用户提供的偏差加权因子，ci(ΔX
i
)表示优化控制偏离其初始值或额定值所需的费用。6.如权利要求5所述的地区电网与新能源无功电压协调控制方法，其特征在于：所述无功优化的约束计算包括，g(x，u)＝0Q
gmin
≤Q
g
≤Q
gmax
V
Dmin
≤V
D
≤V
Dmax
V
gmin
≤V
g
≤V
gmax
...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟苏巍，李文云，谢一工，黄伟，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：