專利名稱：一種地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
7
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)電壓控制AVC(automatic voltage control)系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的全局電壓自動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，它基于采集的電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，在確保安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，對(duì)無功電壓設(shè)備進(jìn)行在線優(yōu)化閉環(huán)控制，保證電網(wǎng)電壓質(zhì)量合格，實(shí)現(xiàn)無功分層分區(qū)平衡，降低網(wǎng)損。最近幾年，AVC系統(tǒng)在各級(jí)電網(wǎng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，隨著各地自動(dòng)化水平的提高，AVC系統(tǒng)不僅在省級(jí)和地區(qū)級(jí)電網(wǎng)得到應(yīng)用，在有些縣級(jí)電網(wǎng)中，AVC系統(tǒng)也逐步接入使用。針對(duì)地縣兩級(jí)均有AVC系統(tǒng)的地區(qū)電網(wǎng)，為了有效利用電網(wǎng)中各種無功調(diào)節(jié)和電壓控制手段，基于無功分布的區(qū)域性特點(diǎn)，結(jié)合普遍采用的電網(wǎng)分級(jí)管理原則，建立地縣兩級(jí)互聯(lián)的地區(qū)全網(wǎng)的AVC系統(tǒng)，由縣級(jí)AVC系統(tǒng)直接控制轄區(qū)內(nèi)的設(shè)備，地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)直接控制本級(jí)電網(wǎng)的設(shè)備，同時(shí)間接控制縣級(jí)電網(wǎng)。由《地縣AVC控制的實(shí)現(xiàn)》(陳天華，杜磊，栗杰鵬.地縣AVC控制的實(shí)現(xiàn).江蘇電機(jī)工程，2011,30 (6) :23-29)等關(guān)于地縣AVC系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究和應(yīng)用的文獻(xiàn)，總結(jié)出如下典型的地縣AVC系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方案(I)地調(diào)AVC系統(tǒng)基于地區(qū)全網(wǎng)的模型進(jìn)行無功電壓計(jì)算，對(duì)于地調(diào)直接控制的變電站，通過直接下發(fā)電容器/電抗器投切和分接頭調(diào)節(jié)等控制命令，保證直轄內(nèi)各重要變電站的電壓質(zhì)量和無功合理分布。對(duì)于縣調(diào)控制的變電站，地調(diào)AVC主站通過下發(fā)聯(lián)絡(luò)線或變壓器關(guān)口的功率因數(shù)或無功目標(biāo)以及關(guān)口母線電壓范圍給縣調(diào)AVC系統(tǒng)，引導(dǎo)縣級(jí)電網(wǎng)的電壓和無功控制方向。(2)考慮地縣互聯(lián)協(xié)調(diào)限制條件后，優(yōu)化控制模型加入縣區(qū)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)能力約束條件，得到地調(diào)在地縣互聯(lián)時(shí)的優(yōu)化控制模型。(3)縣調(diào)AVC系統(tǒng)基于縣調(diào)的控制模型，上傳自身AVC實(shí)時(shí)狀態(tài)、各關(guān)口無功補(bǔ)償實(shí)時(shí)能力以及電壓協(xié)調(diào)控制請(qǐng)求等信息，并實(shí)時(shí)接收地調(diào)下發(fā)的各關(guān)口控制目標(biāo)，按照地調(diào)的目標(biāo)計(jì)算各變電站的控制策略。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，地縣兩級(jí)調(diào)度之間的聯(lián)系越來越緊密，一體化調(diào)度運(yùn)行要求也越來越高，為實(shí)現(xiàn)地縣調(diào)數(shù)據(jù)資源、技術(shù)資源、設(shè)備資源的共享，節(jié)約人力維護(hù)以及系統(tǒng)建設(shè)成本，一些供電公司試點(diǎn)應(yīng)用了地縣一體化調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與其所轄的縣調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使之邏輯上成為一套調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。地縣一體化的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)融合地區(qū)和縣級(jí)調(diào)度的業(yè)務(wù)需求，縣調(diào)使用地調(diào)系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用軟件?，F(xiàn)有的地區(qū)電網(wǎng)電壓控制方法已經(jīng)不能適應(yīng)這種調(diào)度一體化體系的改變，需要建立相適應(yīng)的自動(dòng)電壓控制方法，以便更加合理有效地利用電網(wǎng)中各種無功調(diào)節(jié)和電壓控制、手段，并且使自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)維護(hù)管理靈活方便。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，地縣共用自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)，不但更加合理有效地利用電網(wǎng)中各種無功調(diào)節(jié)和電壓控制手段，而且降低了系統(tǒng)建設(shè)投 資，使得系統(tǒng)維護(hù)管理靈活方便。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，所述方法包括以下步驟步驟I :獲取電網(wǎng)模型、控制模型和自動(dòng)電壓控制所需實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；步驟2 :進(jìn)行地縣區(qū)電壓無功優(yōu)化計(jì)算，構(gòu)建控制策略體系，得到地縣廠站的控制量;步驟3 :通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)前置通信將所得控制量集中下發(fā)給地縣廠站執(zhí)行；步驟4 :進(jìn)行分區(qū)監(jiān)視和分區(qū)管理考核統(tǒng)計(jì)；步驟5 :電壓控制周期到達(dá)時(shí)，返回循環(huán)進(jìn)行周期控制監(jiān)視與統(tǒng)計(jì)。所述步驟I中，從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中獲取基于地縣統(tǒng)ー建模的電網(wǎng)模型和控制模型，所述調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包括電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊、狀態(tài)估計(jì)模塊和自動(dòng)電壓控制模塊
坐寸ο在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)上建立所述控制模型，所述控制模型包括地縣AVC受控廠站/設(shè)備和地縣權(quán)限。所述步驟I中，從電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控功能模塊中獲取自動(dòng)電壓控制所需實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括受控并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備無功量測(cè)和電壓量測(cè)、受控變壓器有載調(diào)壓抽頭檔位量測(cè)、變壓器各側(cè)的有功量測(cè)/無功量測(cè)/電壓量測(cè)、受控并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備/受控變壓器保護(hù)信號(hào)、受控發(fā)電機(jī)/受控并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備/受控變壓器運(yùn)行狀態(tài)和監(jiān)視母線電壓量測(cè)。所述步驟2中，進(jìn)行所述地縣區(qū)電壓無功優(yōu)化計(jì)算，構(gòu)建以實(shí)時(shí)無功電壓優(yōu)化控制為主，以供區(qū)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制為ー級(jí)備用，以變電站就地控制為ニ級(jí)備用的控制策略體系，并將地區(qū)對(duì)縣調(diào)的管理考核措施納入到自動(dòng)電壓控制策略中；所述電壓無功優(yōu)化計(jì)算包括集中優(yōu)化計(jì)算和分區(qū)優(yōu)化計(jì)算。所述控制量包括電廠遙調(diào)指令和變電站遙控遙調(diào)指令。所述步驟2中包括以下步驟步驟2-1 :狀態(tài)估計(jì)結(jié)果可用時(shí)，建立松弛化電壓無功優(yōu)化模型，并進(jìn)行地縣區(qū)電壓無功集中優(yōu)化計(jì)算；步驟2-2 :狀態(tài)估計(jì)結(jié)果不可用吋，以省地關(guān)ロ為根生成不同的供區(qū)，進(jìn)而生成各供區(qū)的AVC控制單元的樹型結(jié)構(gòu)。所述步驟2-1中，電壓無功優(yōu)化模型將節(jié)點(diǎn)電壓和地縣關(guān)ロ功率因數(shù)約束區(qū)間分為安全區(qū)、預(yù)警區(qū)和警戒區(qū)，對(duì)預(yù)警區(qū)和警戒區(qū)給予懲罰，分別引入松弛變量以反映最大節(jié)點(diǎn)電壓越限量和最大地縣關(guān)ロ無功越限量，并在目標(biāo)函數(shù)中對(duì)違反量進(jìn)行懲罰，得到如下全局無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型min F = f (V, Θ , B, T, Qg) +wv Sv2+wq Sq2(I)s. t.
權(quán)利要求
1.一種地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 步驟I:獲取電網(wǎng)模型、控制模型和自動(dòng)電壓控制所需實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 步驟2 :進(jìn)行地縣區(qū)電壓無功優(yōu)化計(jì)算，構(gòu)建控制策略體系，得到地縣廠站的控制量； 步驟3 :通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)前置通信將所得控制量集中下發(fā)給地縣廠站執(zhí)行； 步驟4 :進(jìn)行分區(qū)監(jiān)視和分區(qū)管理考核統(tǒng)計(jì)； 步驟5 :電壓控制周期到達(dá)時(shí)，返回循環(huán)進(jìn)行周期控制監(jiān)視與統(tǒng)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟I中，從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中獲取基于地縣統(tǒng)一建模的電網(wǎng)模型和控制模型，所述調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng) 包括電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊、狀態(tài)估計(jì)模塊和自動(dòng)電壓控制模塊等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)上建立所述控制模型，所述控制模型包括地縣AVC受控廠站/設(shè)備和地縣權(quán)限。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟I中，從電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控功能模塊中獲取自動(dòng)電壓控制所需實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括受控并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備無功量測(cè)和電壓量測(cè)、受控變壓器有載調(diào)壓抽頭檔位量測(cè)、變壓器各側(cè)的有功量測(cè)/無功量測(cè)/電壓量測(cè)、受控并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備/受控變壓器保護(hù)信號(hào)、受控發(fā)電機(jī)/受控并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備/受控變壓器運(yùn)行狀態(tài)和監(jiān)視母線電壓量測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟2中，進(jìn)行所述地縣區(qū)電壓無功優(yōu)化計(jì)算，構(gòu)建以實(shí)時(shí)無功電壓優(yōu)化控制為主，以供區(qū)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制為一級(jí)備用，以變電站就地控制為二級(jí)備用的控制策略體系，并將地區(qū)對(duì)縣調(diào)的管理考核措施納入到自動(dòng)電壓控制策略中；所述電壓無功優(yōu)化計(jì)算包括集中優(yōu)化計(jì)算和分區(qū)優(yōu)化計(jì)算。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述控制量包括電廠遙調(diào)指令和變電站遙控遙調(diào)指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟2中包括以下步驟 步驟2-1 :狀態(tài)估計(jì)結(jié)果可用時(shí)，建立松弛化電壓無功優(yōu)化模型，并進(jìn)行地縣區(qū)電壓無功集中優(yōu)化計(jì)算； 步驟2-2 :狀態(tài)估計(jì)結(jié)果不可用時(shí)，以省地關(guān)口為根生成不同的供區(qū)，進(jìn)而生成各供區(qū)的AVC控制單元的樹型結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟2-1中，電壓無功優(yōu)化模型將節(jié)點(diǎn)電壓和地縣關(guān)口功率因數(shù)約束區(qū)間分為安全區(qū)、預(yù)警區(qū)和警戒區(qū)，對(duì)預(yù)警區(qū)和警戒區(qū)給予懲罰，分別引入松弛變量以反映最大節(jié)點(diǎn)電壓越限量和最大地縣關(guān)口無功越限量，并在目標(biāo)函數(shù)中對(duì)違反量進(jìn)行懲罰，得到如下全局無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型minF = f (V, 0，B，T, Qg) +wvSv2+WqSq2 (I) S. t.
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟2-1中，采用原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法結(jié)合分支定界法或遺傳算法對(duì)所述電壓無功優(yōu)化模型進(jìn)行集中優(yōu)化計(jì)算，得到控制量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟2-2包括以下步驟 步驟2-2-1 :若供區(qū)不存在電磁環(huán)網(wǎng)，則該供區(qū)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可信，進(jìn)而以供區(qū)為單元進(jìn)行供區(qū)內(nèi)各AVC控制單元的協(xié)調(diào)控制，控制策略將地區(qū)對(duì)縣調(diào)的具體管理考核措施納入其中，得到控制量； 步驟2-2-2 :若供區(qū)存在電磁環(huán)網(wǎng)，或某個(gè)AVC控制單元不屬于任何供區(qū)，則相關(guān)區(qū)域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不可信，按廠站實(shí)現(xiàn)AVC就地?zé)o功電壓控制，控制策略將地區(qū)對(duì)縣調(diào)的具體管理考核措施納入其中，得到控制量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述協(xié)調(diào)控制中無功補(bǔ)償采用自下而上的原則實(shí)現(xiàn)無功的就地平衡，AVC控制單元的無功監(jiān)視均以省地關(guān)口無功及相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，若省地關(guān)口的期望無功調(diào)節(jié)方向與AVC控制單元自身的期望無功調(diào)節(jié)方向一致，且AVC控制單元的無功調(diào)節(jié)有利于改善自身的電壓質(zhì)量，則調(diào)節(jié)相應(yīng)的無功補(bǔ)償設(shè)備，否則不進(jìn)行調(diào)節(jié)；若下級(jí)AVC控制單元無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)整時(shí)，閉鎖上級(jí)AVC控制單元的無功調(diào)整。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述協(xié)調(diào)控制中電壓校正采用自上而下的原則實(shí)現(xiàn)電壓的校正控制，若AVC控制單元中低壓側(cè)電壓越限或下級(jí)AVC控制單元高壓側(cè)電壓越限時(shí)，調(diào)節(jié)主變分接頭進(jìn)行電壓越限校正控制，若上級(jí)AVC控制單元分接頭調(diào)整時(shí)自動(dòng)閉鎖下級(jí)AVC控制單元的分接頭調(diào)節(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地縣一體化 自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述步驟4中，按照監(jiān)視周期進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，當(dāng)達(dá)到一定監(jiān)視周期后進(jìn)行歷史考核指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，基于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)上建立的地縣權(quán)限從人機(jī)畫面瀏覽分區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)視或分區(qū)管理考核信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，其特征在于所述地縣權(quán)限包括畫面權(quán)限和畫面數(shù)據(jù)權(quán)限；所述畫面權(quán)限表示用戶具有打開畫面的權(quán)限，所述畫面數(shù)據(jù)權(quán)限表示用戶具有瀏覽和修改設(shè)置畫面中不同數(shù)據(jù)記錄的權(quán)限。
全文摘要
本發(fā)明提供一種地縣一體化自動(dòng)電壓控制方法，包括以下步驟獲取電網(wǎng)模型、控制模型和自動(dòng)電壓控制所需實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；進(jìn)行地縣區(qū)電壓無功優(yōu)化計(jì)算，構(gòu)建控制策略體系，得到地縣廠站的控制量；通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)前置通信將所得控制量集中下發(fā)給地縣廠站執(zhí)行；進(jìn)行分區(qū)監(jiān)視和分區(qū)管理考核統(tǒng)計(jì)；電壓控制周期到達(dá)時(shí)，返回循環(huán)進(jìn)行周期控制監(jiān)視與統(tǒng)計(jì)。地縣共用自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)，不但更加合理有效地利用電網(wǎng)中各種無功調(diào)節(jié)和電壓控制手段，而且降低了系統(tǒng)建設(shè)投資，使得系統(tǒng)維護(hù)管理靈活方便。
文檔編號(hào)H02J3/12GK102738800SQ201210232030
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者于汀, 吳新景, 王偉, 范征, 蒲天驕, 韓巍 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司