基于输配电网综合效益的无功电压协调控制方法技术

本发明专利技术提出一种基于输配电网综合效益的无功电压协调控制方法，包括下级电网向上级控制中心上传关口特性；上级控制中心根据关口特性建立上下级无功电压协调优化全局模型；对上级管辖电网进行虚拟控制分区，得到多个虚拟控制分区的协调优化计算模型；上级控制中心根据协调优化计算模型，计算得到下级电网的关口协调变量的优化值并发送至下级电网；下级电网根据关口协调变量的优化值，在AVC算法中加入协调变量约束，得到基于输配电网综合效益的虚拟控制分区优化策略；上级电网和下级电网根据虚拟控制分区优化策略进行无功电压协调控制。本方法改善了全网运行状态，提高了系统效益，降低了模型计算规模和复杂度，并且可靠性好，兼容性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统电压控制
，特别涉及一种。
技术介绍
在电力系统无功电压控制领域，输配电网中不同的调度体制决定了区域间的协调控制的执行者。在分层分区调度体制中，协调控制由上级控制中心执行，下级电网通过接收上级控制中心下发的关口设定值或区间，实现区域间解耦控制。上级控制中心不但作为协调中心，同时也可以有自己管辖的电力网络以及对应的可控资源，例如，在我国电网体系中，省调就是各下属地调的上级，同时自身也有所管辖的设备。为了保证全网安全、优质、经济运行，上级控制中心在对所管辖的区域电网进行优化和控制时，也需要充分考虑下级电网的调节能力、控制需求和效益等。例如，省地AVC (Automatic Voltage Control,自动电压控制)协调属于上下级控制中心信息建模不统一的情况，省调控制中心若引入下级电网全部信息，则实时数据量过于庞大，因此一般只把下级电网等价为负荷节点，没有对下级电网进行完全建模。如果只有下级电网的不完全信息将难以从全网角度计算最优潮流，从而无法得到各关口变量设定值。因此传统的做法仅令省地两级电网运行在合理水平。为了保证全网安全、优质、经济运行，输电网侧控制中心在对所管辖区域电网进行优化和控制的同时，需要考虑与其信息建模不统一的下级电网的能力、需求和效益，并进行协调，而现有技术并不能很好的解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种。本方法改善了全网运行状态，提高了系统效益，降低了模型计算规模和复杂度，并且可靠性好，兼容性高。为达到上述目的，本专利技术的实施例提出了一种，包括以下步骤下级电网向上级控制中心上传关口特性，其中，所述关口特性包括调节能力、控制需求和优化效益；所述上级控制中心将所述关口特性转化为以关口变量表征的协调变量约束及目标修正项，建立上下级无功电压协调优化全局模型；根据所述上下级无功电压协调优化全局模型，对所述上级管辖电网进行虚拟控制分区，得到多个虚拟控制分区的协调优化计算模型；所述上级控制中心根据所述协调优化计算模型，计算得到所述下级电网的关口协调变量的优化值并发送至所述下级电网；所述上级电网和所述下级电网根据所述虚拟控制分区优化策略进行无功电压协调控制。根据本专利技术实施例的考虑下级电网的关口特性，对上级输电网进行控制分区，并提出控制分区的计算模型及实用求解算法，改善了全网的运行状态，提高了全网的系统效益。通过将大电网无功电压协调控制问题分解转化为降维的控制分区内上下级电网无功电压协调问题，降低计算模型规模和计算复杂度，并且改进了传统算法对下级上传的效益表达形式的兼容性，减少下级电网额外的计算代价。在本专利技术的一个实施例中，所述调节能力用于表示所述下级电网对所述关口无功的可调控范围。在本专利技术的一个实施例中，所述控制需求用于控制所述下级电网电压合格，以及所示关口电压需要上级控制的约束范围。在本专利技术的一个实施例中，所述优化效益为在控制所述虚拟控制分区优化策略在效益上不发生冲突时，在协调优化计算模型中考虑的各下级电网效益。在本专利技术的一个实施例中，所述优化效益根据下级电网AVC，以所述关口变量为自变量，通过曲线形式或区间形式表述。根据具体情况使用不同的表示方法，考虑了下级电网 优化效益上传的不同形式，改进了对下级上传优化效益表达形式的兼容性在本专利技术的一个实施例中，还包括改进算法，用于将虚拟控制分区进行优化计算，整合生成新的虚拟分区，其中，所述新的虚拟分区的数目少于优化前的虚拟分区数目。将大电网无功电压协调控制问题分解转化为降维的控制分区内上下级电网无功电压协调问题，并进一步对虚拟分区进行优化，降低了计算模型规模和计算复杂度，同时分区解耦控制改进了 AVC算法的可靠性。若某个分区出现异常，一般也不会影响到其他分区的正常协调优化控制。在本专利技术的一个实施例中，所述上级控制中心进行优化计算，得到各控制分区VACE设定值。在本专利技术的一个实施例中，所述将虚拟控制分区进行优化计算，整合生成新的虚拟分区进一步包括步骤1:选择约束子空间Sin’开始进行计算；步骤2 :令当前计算的所述约束子空间为Sij ’，求解如下计算模型min fH (x，，U，，QLi, Um)s. t. gj (x' , u' , UHi, QLi)=0hj (x，，u，，Um, QLi) ( 0x’ —〈X’〈X’ maxYniiXaxQLiJ G S’。_= i=l, 2，…，N, I 彡 j 彡 nUHi,fflin<UHi<UHi,fflax i = 1，2，…，N，-5 < IijVACE+CjjVACE ^ U i ^ ^其中，x’，u’为上级电网状态量x与控制量u的子集，U为所述关口电压，Q为所述关口无功，min和max分别表示对应的最大和最小阈值，Ii；VACE为所述约束子空间i的VACE指标，Ci,■为所述约束子空间i对VACE的控制灵敏度，Au/为控制偏差，S为区域电压控制系统允许的VACE最大偏差。计算得到局部最优解，可以得到协调子区i约束子空间Sin’的局部最优解落点Xi/以及局部最优解其中， fHL，ij，opt_f lj, opt+f ij步骤3 :如果落点&_属于其他子空间Sik’，则根据A 的关系，得到子空间Sik’的局部最优解 fHLK 其中，fHL.1k.opt=^ ij.opt+f ik。如果所述落点Xi/属于多个子空间，则将区间级别编号最小的区间编号记为Ntemp。由于S、cS’，，f' ik〈f’ u，所述区间级别编号Ntemp的局部最优解fHU ik, opt为所述多个空间的网损相对最小的解。步骤4 :若是第一次计算，记所述区间级别编号Ntemp的所述局部最优解为fHL, i, temp ^并记当前落点Xi/为Xi, tMp。若已经进行过一次计算，比较所述fHU ik, opt与所述f^^P，若满足 -^HL, ik, opt ^-^HL, i , temp，贝 U -^HL, i, temp -^HL, ik, opt，,^fflp=Xi/ ;否则，如果满足fHUi,t p〈f’，则改进算法迭代结束。步骤5 :若所述区间编号Ntemp+1不为零，取对应所述约束子空间&_+1'，执行步骤2。若所述区间编号Ntemp+1为零，则改进算法迭代结束。步骤6 :单个所述控制分区i计算结束，得到所述控制分区i的所述最优解和取优解落点 Xi，其中，fnL, i, opt-fV, i, temp, Xi — Xi,temp。根据本专利技术实施例的。。。。。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本专利技术实施例的的流程图；图2为仿真算例中采用的IEEE39节点系统相应的控制分区划分示意3为仿真算例全系统为节点无功负荷持续增长情况时不同算法的系统的总有功网损对比不意图；图4为节点无功负荷持续增长情况时不同算法的输电网有功网损对比示意图；图5为节点无功负荷持续增长情况时不同算法的配电网总有功网损对比示意图；图6为节点无功负荷持续增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于输配电网综合效益的无功电压协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：下级电网向上级控制中心上传关口特性，其中，所述关口特性包括调节能力、控制需求和优化效益；所述上级控制中心将所述关口特性转化为以关口变量表征的协调变量约束及目标修正项，建立上下级无功电压协调优化全局模型；根据所述上下级无功电压协调优化全局模型，对所述上级管辖电网进行虚拟控制分区，得到多个虚拟控制分区的协调优化计算模型;所述上级控制中心根据所述协调优化计算模型，计算得到所述下级电网的关口协调变量的优化值并发送至所述下级电网；所述下级电网根据所述关口协调变量的优化值，在自动电压控制AVC算法中加入协调变量约束，得到基于输配电网综合效益的虚拟控制分区优化策略；以及所述上级电网和所述下级电网根据所述虚拟控制分区优化策略进行无功电压协调控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施耿超，何光宇，刘锋，顾志东，黄良毅，方兵，
申请(专利权)人：清华大学，海南电网公司，
类型：发明
国别省市：