多目标多站点无功协调控制方法技术

本发明专利技术提出构建考虑无功装置损耗和站间无功交互作用的多目标多站点无功协调控制系统，包括步骤：根据运行电压偏差，确定需要参与无功协调控制的N个控制站点；进而获取各个控制站点中所有无功补偿装置的运行状态和设备容量参数；根据站内无功装置的运行状态，将离散型无功补偿装置（如电容器、电抗器）纳入连续型无功补偿装置（如SVC装置）的控制体系，建立各个控制站点的站内无功协调控制模型；联合N个控制站点，构建考虑装置总损耗、电压总偏差等多目标多站点的无功协调控制系统；求解系统的无功协调控制模型，得到各个控制站点中无功装置的调节量；输出各个控制站点的无功装置调节量；然后进行无功协调控制。本发明专利技术提出构建考虑无功装置损耗的多目标多站点的无功协调控制系统，通过该无功协调控制系统的求解为决策者提供最优协调控制策略，在稳定系统电压的同时实现节能降耗的目的。该无功协调控制系统对电网的安全、稳定和经济运行具有重大的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电カ系统自动控制领域，特别是涉及构建考虑装置损耗和站间无功交互作用的多目标多站点无功协调控制系统。
技术介绍
电カ系统运行中由于存在负荷的增减、故障等扰动因素，系统节点电压会偏离基于全网网损最优化计算得到的參考电压值。为了达到稳定系统电压的目的，需要在系统重要节点进行动态无功补偿。南方电网“西电东送”主通道中没有主力电厂接入、动态无功支撑较弱，因此在500kV枢纽变电站中安装了直流融冰兼SVC装置、低容低抗等无功补偿装置。但在实际运行 中并没有协调无功装置之间的投切和TCR电流、低容低抗发热等损耗因素，从而导致无功补偿装置的损耗较大。据统计，桂林站直流融冰兼SVC装置处于SVC模式运行时，毎月有功电量消耗达50万kWh，运行的经济性能指标欠佳。因此有必要对系统无功补偿装置的协调投切策略进行深入研究，通过最优的投切策略，稳定系统电压的同时减少装置本身电量损耗，达到节能降耗、安全稳定经济运行的目的。针对无功的协调控制问题，现有研究更多集中于最优潮流的研究，通过控制系统无功补偿设备的运行状态，调整系统潮流分布，使得本已正常运行的电カ系统处于更优的运行状态。有文献提出一种最优匹配注入流法研究了电容器的优化投切，使得系统网损和支路负载达到最优；另有文献分别采用原对偶内点法和改进的遗传算法对无功优化进行研究。现有研究大部分以全网网损最小为目标进行无功优化，而实际系统运行中，无功装置主要根据已经全网优化得到的电压目标值进行动态补偿，使得节点电压稳定在目标值附近，该电压目标值由上一级调度中心下发得到，因此考虑补偿后节点电压与目标值的偏差和无功装置总损耗在电カ系统中更具有实用性，针对这方面现有文献少有研究。本专利技术是在国家863计划项目基金资助下，提供的一种能够考虑无功装置损耗和站间无功交互作用，在稳定电压的同时节能减损，能广泛适用于实现实际电网安全、稳定、经济运行的无功协调控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出构建考虑装置损耗和站间无功交互作用的多目标多站点无功协调控制系统，稳定电压的同时节能减损，实现电网的安全、稳定和经济运行。为达到上述目的，采用的技术方案是a.根据运行电压与电压目标值的偏差，确定需要參与无功协调控制的N个控制站点；b.根据站点的实际运行情況，获取各个控制站点中无功装置的运行状态和容量參数，该获取是现有常见技术，在此不做详细阐述；c.根据站内无功装置的运行状态，将离散型无功补偿装置(如低压电容器、低压电抗器)纳入连续型无功补偿装置(如SVC装置)的控制体系，建立各个控制站点的站内无功协调控制模型；d.联 合N个控制站点，构建考虑装置损耗的多目标多站点的无功协调控制系统；e.求解多目标多站点的无功协调控制模型；f.输出各控制站点的无功装置调节量；g.根据无功装置的调节量进行无功协调控制。本专利技术提出的构建考虑装置损耗和站间无功交互作用的多目标多站点无功协调控制系统，首先根据运行电压与电压目标值的偏差，确定需要參与无功协调控制的N个控制站点；同时获取各个控制站点中所有无功补偿装置的运行状态和设备容量參数；根据站内无功装置的运行状态，将离散型无功补偿装置(如低压电容器、低压电抗器)納入连续型无功补偿装置(如SVC装置)的控制体系，建立各个控制站点的站内无功协调控制模型；联合N个控制站点，构建考虑装置总损耗、电压总偏差等多目标多站点的无功协调控制系统；求解系统的无功协调控制模型，根据得到的各个控制站点中无功装置的调节量进行无功协调控制。通过该无功协调控制系统的求解为决策者提供最优协调控制策略，达到稳定系统电压的同时节能降耗的目的。所述根据运行电压与电压目标值的偏差，确定需要參与无功协调控制的N个控制站点的步骤具体为电网实际运行中电压需跟踪上一级调度中心下发的电压參考值，允许在预定范围内波动，若波动超出该预定范围则无功补偿装置动作，进行无功调节；根据公式- AV1 <V,< V；cf + 判断各个监控节点的电压波动情況，确定需要參与无功协调控制的所有站点；其中Kf、AVi分别为第i个站点的运行电压值、參考电压值和电压允许偏差。根据站内无功装置的运行状态，将离散型无功补偿装置纳入连续型无功补偿装置的控制体系，建立各个控制站点的站内无功协调控制模型的具体步骤为a.考虑SVC滤波器组FCll和FC13的投切，可构建出两种新的SVC运行方式，即切除FCll或者切除FCll和FC13 ；b.考虑低压电容器的投入时，可构建出投I组低容到投m组低容的方式；同理投入低压电抗器时，可构建出投I组低抗到投n组低抗的方式；c.对于具有m组低容、n组低抗和一台SVC的变电站，其无功装置协调控制系统中SVC具有3 X (n+m+1)个投切方式；d.站内无功协调控制系统还规定了低容低抗装置的投切优先级，当系统存在容性无功缺额时，切除低压电抗器具有最高优先级，投入低压电容器次之；当系统存在感性无功缺额时，切除低压电容器优先级最高，投入低压电抗器次之；由于无功联合控制系统具有多种运行方式，通过选取最优的运行方式可有效地降低无功装置总损耗。所述的构建考虑装置损耗的多目标多站点的无功协调控制系统模型为min/;,=乙./ ("一 r) y _ yr4mm巧=￡腿—し誦匕.权利要求1.，其步骤包括 a.根据运行电压与电压目标值的偏差，确定需要參与无功协调控制的N个控制站点； b.根据站点的运行情况，获取各个控制站点中无功装置的运行状态和容量參数； c.根据站内无功装置的运行状态，将离散型无功补偿装置纳入连续型无功补偿装置的控制体系，建立各个控制站点的站内无功协调控制ホ吴型； d.联合N个控制站点，构建考虑装置损耗的多目标多站点的无功协调控制系统； e.求解多目标多站点的无功协调控制模型； f.输出各控制站点的无功装置调节量； g.根据无功装置的调节量进行无功协调控制。2.根据权利要求I所述的，其特征在干， 所述根据运行电压与电压目标值的偏差，确定需要參与无功协调控制的N个控制站点的步骤具体为 电网实际运行中电压需跟踪上一级调度中心下发的电压參考值，允许在预定范围内波动，若波动超出该预定范围则无功补偿装置动作，进行无功调节； 根据公式<-AViSV^ V,nf + AR判断各个监控节点的电压波动情況，确定需要參与无功协调控制的所有站点；其中V Vド、A Vi分别为第i个站点的运行电压值、參考电压值和电压允许偏差。3.根据权利要求I或2所述的，其特征在干， 根据站内无功装置的运行状态，将离散型无功补偿装置纳入连续型无功补偿装置的控制体系，建立各个控制站点的站内无功协调控制模型的具体步骤为，所述连续型无功补偿装置为SVC滤波器组， a.考虑SVC滤波器组FCll和FC13的投切，可构建出两种新的SVC运行方式，即切除FCll或者切除FCll和FC13 ； b.考虑低压电容器的投入时，可构建出投I组低容到投m组低容的方式；同理投入低压电抗器时，可构建出投I组低抗到投n组低抗的方式； c.对于具有m组低容、n组低抗和一台SVC的变电站，其无功装置协调控制系统中SVC具有3 X (n+m+1)个投切方式； d.站内无功协调控制系统还规定了低容低抗装置的投切优先级，当系统存在容性无功缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
多目标多站点无功协调控制方法，其步骤包括：a.根据运行电压与电压目标值的偏差，确定需要参与无功协调控制的N个控制站点；b.根据站点的运行情况，获取各个控制站点中无功装置的运行状态和容量参数;c.根据站内无功装置的运行状态，将离散型无功补偿装置纳入连续型无功补偿装置的控制体系，建立各个控制站点的站内无功协调控制模型;d.联合N个控制站点，构建考虑装置损耗的多目标多站点的无功协调控制系统;e.求解多目标多站点的无功协调控制模型;f.输出各控制站点的无功装置调节量;g.根据无功装置的调节量进行无功协调控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董萍，徐良德，刘明波，赵建宁，刘相枪，王朝硕，田应富，
申请(专利权)人：华南理工大学，中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，
类型：发明
国别省市：