一種無功設(shè)備綜合控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無功設(shè)備綜合控制方法和系統(tǒng)，用于控制電網(wǎng)的無功功率，方法包括步驟：A.采集電網(wǎng)中各節(jié)點的電力運行數(shù)據(jù)，同時選擇電網(wǎng)中無功補償最薄弱的節(jié)點和次薄弱的節(jié)點，并對兩個節(jié)點進行預(yù)防控制，電力運行數(shù)據(jù)包括最大無功功率和補償設(shè)備最大補償量；B.采集電網(wǎng)運行過程中各節(jié)點的電壓波動，若電壓波動偏離預(yù)設(shè)范圍，則將該節(jié)點設(shè)為故障節(jié)點，并對所有故障節(jié)點進行矯正控制；C.采集電網(wǎng)運行過程中各故障節(jié)點的電壓波動，若故障節(jié)點的電壓波動仍偏離預(yù)設(shè)范圍，則切斷該故障節(jié)點的部分負載并降低該故障節(jié)點的運行電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有強化薄弱點無功補償?shù)葍?yōu)點。
【專利說明】一種無功設(shè)備綜合控制方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種無功設(shè)備綜合控制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于處于大電網(wǎng)受端的區(qū)域電網(wǎng)，往往是大電網(wǎng)中負荷密度最高的地區(qū)。入網(wǎng)直流近區(qū)500kV電網(wǎng)輕負荷時段電壓運行水平總體會偏高，無功平衡困難，尤其是春秋季低谷時段區(qū)域500kV高電壓問題將十分突出，在春節(jié)等極端輕負荷時段甚至需要拉停線路等非常規(guī)調(diào)壓手段才能解決無功平衡問題。同時，在特高壓交流電網(wǎng)投產(chǎn)初期，輕負荷的特高壓交流線路也向區(qū)域性的500kV電網(wǎng)輸送大量剩余無功，進一步抬升了 500kV的電壓水平。
[0003]另一方面，隨著區(qū)域電網(wǎng)受入?yún)^(qū)外來電容量的增加以及高鐵的建設(shè)往往也會給區(qū)域電網(wǎng)的無功控制帶來更大的挑戰(zhàn)，為保障大容量直流閉鎖或特高壓交流通道故障后的電壓穩(wěn)定，需要保證足夠的動態(tài)無功儲備，這也對區(qū)域電網(wǎng)的動態(tài)無功配置和控制提出了更高的要求。
[0004]無功補償是電網(wǎng)電壓穩(wěn)定基本控制手段，無論在是穩(wěn)態(tài)運行或是故障后的動態(tài)響應(yīng)階段，都需要通過合理的無功控制策略來協(xié)調(diào)電網(wǎng)內(nèi)的無功負荷、無功補償及無功電源。而現(xiàn)有的無功控制方法往往會發(fā)生疏漏，在無功補償薄弱點往往會發(fā)生補償不足的情況，因而薄弱點的故障率較高，而如果對于電網(wǎng)中所有節(jié)點都采用SVC或者直流系統(tǒng)進行無功補償，又無疑大大增加了成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種強化薄弱點無功補償?shù)臒o功設(shè)備綜合控制方法和系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種無功設(shè)備綜合控制方法，該方法用于控制電網(wǎng)的無功功率，所述方法包括步驟:
[0008]A.采集電網(wǎng)中各節(jié)點的電力運行數(shù)據(jù)，同時選擇電網(wǎng)中無功補償最薄弱的節(jié)點和次薄弱的節(jié)點，并對所述兩個節(jié)點進行預(yù)防控制，所述電力運行數(shù)據(jù)包括最大無功功率和補償設(shè)備最大補償量；
[0009]B.采集電網(wǎng)運行過程中各節(jié)點的電壓波動，若電壓波動偏離預(yù)設(shè)范圍，則將該節(jié)點設(shè)為故障節(jié)點，并對所有故障節(jié)點進行矯正控制；
[0010]C.采集電網(wǎng)運行過程中各故障節(jié)點的電壓波動，若故障節(jié)點的電壓波動仍偏離預(yù)設(shè)范圍，則切斷該故障節(jié)點的部分負載并降低該故障節(jié)點的運行電壓。
[0011 ] 所述步驟A具體包括步驟:
[0012]Al.采集電網(wǎng)各節(jié)點上一年度的最大無功功率和對應(yīng)補償設(shè)備最大補償量，并計算每個節(jié)點的薄弱系數(shù)為:
[0013]Rn= (Qn-Mn)/Qn
[0014]其中:Rn為節(jié)點η的薄弱系數(shù)，Qn為節(jié)點η的上一年度最大無功功率，Mn為節(jié)點η的補償設(shè)備最大補償量；
[0015]Α2.選擇薄弱系數(shù)最大的節(jié)點為最薄弱節(jié)點，薄弱系數(shù)第二大的節(jié)點為次薄弱節(jié)占.
[0016]A3.將最薄弱節(jié)點和次薄弱節(jié)點的負荷功率均提高為0.98-0.99，機組的功率因數(shù)均提高至0.95，同時在所述兩個節(jié)點處增設(shè)調(diào)節(jié)電源；
[0017]Α4.電網(wǎng)運行過程中，調(diào)節(jié)電源實時工作并對節(jié)點進行無功補償，進而調(diào)節(jié)節(jié)點電壓穩(wěn)定。
[0018]所述步驟B中矯正控制具體為:調(diào)用所有故障節(jié)點處的SVC設(shè)備出力進行無功補m
\-ΖΧ ο
[0019]所述步驟C中切斷故障節(jié)點處負載的順序依次為三級負荷、二級負荷和一級負荷。
[0020]所述步驟C執(zhí)行后，若故障節(jié)點電壓波動仍未回歸至預(yù)設(shè)范圍，則切斷該節(jié)點。
[0021]一種無功設(shè)備綜合控制系統(tǒng)，包括設(shè)在電網(wǎng)中各節(jié)點處的多個電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述系統(tǒng)還包括無功控制設(shè)備，所述無功控制設(shè)備包括與電網(wǎng)連接的預(yù)防控制模塊、矯正控制模塊和緊急控制模塊，所述預(yù)防控制模塊、校正控制模塊和緊急控制模塊均與電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。
[0022]所述預(yù)防控制模塊包括兩個調(diào)節(jié)電源，所述兩個調(diào)節(jié)電源分別與無功補償最薄弱的節(jié)點和次薄弱的節(jié)點對應(yīng)連接，所述兩個調(diào)節(jié)電源還分別與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備對應(yīng)連接。
[0023]所述校正控制模塊包括分別與電網(wǎng)中各節(jié)點對應(yīng)連接的多個SVC設(shè)備，所述SVC設(shè)備與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。
[0024]所述緊急控制模塊包括分別與電網(wǎng)中各節(jié)點對應(yīng)連接的多個用于切斷該節(jié)點的部分負載并降低該節(jié)點的運行電壓的降壓設(shè)備，所述降壓設(shè)備與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0026]I)由于采用每個節(jié)點處均設(shè)有一個SVC設(shè)備的就地補償策略，避免了對一個節(jié)點進行補償時對于其他節(jié)點的影響。
[0027]2)對于無功補償?shù)谋∪豕?jié)點，采用了有針對性的調(diào)節(jié)電源進行補償，由于調(diào)節(jié)電源功率小，因而啟動靈活，更加實用無功補償較頻繁并且額度不大的情況使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明方法的主要步驟流程圖；
[0029]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]其中:1、數(shù)據(jù)采集設(shè)備，2、調(diào)節(jié)電源，3、SVC設(shè)備，4、降壓設(shè)備。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0032]實施例一:
[0033]一種無功設(shè)備綜合控制方法，該方法用于控制電網(wǎng)的無功功率，如圖1所示，方法包括步驟:
[0034]A.采集電網(wǎng)中各節(jié)點的電力運行數(shù)據(jù)，同時選擇電網(wǎng)中無功補償最薄弱的節(jié)點和次薄弱的節(jié)點，并對兩個節(jié)點進行預(yù)防控制，電力運行數(shù)據(jù)包括最大無功功率和補償設(shè)備最大補償量，具體包括步驟:
[0035]Al.采集電網(wǎng)各節(jié)點上一年度的最大無功功率和對應(yīng)補償設(shè)備最大補償量，并計算每個節(jié)點的薄弱系數(shù)為:
[0036]Rn = (Qn-Mn) /Qn
[0037]其中:Rn為節(jié)點η的薄弱系數(shù)，Qn為節(jié)點η的上一年度最大無功功率，Mn為節(jié)點η的補償設(shè)備最大補償量；
[0038]對于圖2中的節(jié)點ILl至IL6，分別極端得到薄弱系數(shù)為:-0.004，-0.054，-0.024，0.014，-0.074，-0.100。
[0039]Α2.選擇薄弱系數(shù)最大的節(jié)點為最薄弱節(jié)點，薄弱系數(shù)第二大的節(jié)點為次薄弱節(jié)點，本實施例中最薄弱節(jié)點為IL4，次薄弱節(jié)點為ILl ；
[0040]A3.將最薄弱節(jié)點和次薄弱節(jié)點的負荷功率均提高為0.98-0.99，機組的功率因數(shù)均提高至0.95，同時在兩個節(jié)點處增設(shè)調(diào)節(jié)電源2 ；
[0041 ] 步驟A3結(jié)束后形成如圖2所示的一種無功設(shè)備綜合控制系統(tǒng)，包括設(shè)在電網(wǎng)中各節(jié)點處的多個電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備1，系統(tǒng)還包括無功控制設(shè)備，無功控制設(shè)備包括與電網(wǎng)連接的預(yù)防控制模塊、矯正控制模塊和緊急控制模塊，預(yù)防控制模塊、校正控制模塊和緊急控制模塊均與電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備I連接，本實施例中節(jié)點ILl和節(jié)點IL4處各設(shè)有一個調(diào)節(jié)電源2。
[0042]預(yù)防控制模塊包括兩個調(diào)節(jié)電源2，兩個調(diào)節(jié)電源2分別與無功補償最薄弱的節(jié)點和次薄弱的節(jié)點對應(yīng)連接，兩個調(diào)節(jié)電源2還分別與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備I對應(yīng)連接。
[0043]校正控制模塊包括分別與電網(wǎng)中各節(jié)點對應(yīng)連接的多個SVC設(shè)備3，SVC設(shè)備3與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備I連接。
[0044]緊急控制模塊包括分別與電網(wǎng)中各節(jié)點對應(yīng)連接的多個用于切斷該節(jié)點的部分負載并降低該節(jié)點的運行電壓的降壓設(shè)備4，降壓設(shè)備與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備I連接。
[0045]Α4.電網(wǎng)運行過程中，調(diào)節(jié)電源實時工作并對節(jié)點進行無功補償，進而調(diào)節(jié)節(jié)點電壓穩(wěn)定。
[0046]B.采集電網(wǎng)運行過程中各節(jié)點的電壓波動，若電壓波動偏離預(yù)設(shè)范圍，則將該節(jié)點設(shè)為故障節(jié)點，本實施例中，電網(wǎng)運行過程中節(jié)點IL3的電壓波動偏離了預(yù)設(shè)范圍，故將節(jié)點IL3設(shè)為故障節(jié)點，并對所有故障節(jié)點進行矯正控制；
[0047]步驟B中矯正控制具體為:調(diào)用所有故障節(jié)點處的SVC設(shè)備出力進行無功補償，本實施例中，即對節(jié)點IL3進行校正調(diào)節(jié)，即調(diào)用節(jié)點IL3處的SVC設(shè)備進行無功補償以降低節(jié)點IL3處的無功功率。
[0048]C.采集電網(wǎng)運行過程中各故障節(jié)點的電壓波動，節(jié)點IL3的電壓波動回復(fù)預(yù)設(shè)范圍，充分說明了本發(fā)明控制方法的控制效果突出。
[0049]實施例二:
[0050]本實施例中與實施例一中相同之處不再敘述，僅敘述與實施例一中的不同之處。
[0051]本實施例中，節(jié)點IL6處新建了一段高鐵線路，因此在步驟B執(zhí)行時，電網(wǎng)運行過程中節(jié)點IL6的電壓波動偏離了預(yù)設(shè)范圍，故將節(jié)點IL6設(shè)為故障節(jié)點，并調(diào)用節(jié)點IL6處的SVC設(shè)備進行無功補償以降低節(jié)點IL3處的無功功率。
[0052]C.采集電網(wǎng)運行過程中各故障節(jié)點的電壓波動，若節(jié)點IL6的電壓波動仍偏離預(yù)設(shè)范圍，則切斷節(jié)點IL6的部分負載并降低該故障節(jié)點的運行電壓。
[0053]其中切斷節(jié)點IL6處負載的順序依次為三級負荷、二級負荷和一級負荷，本實施例中，切斷了部分居民用電后，電壓波動即回復(fù)正常。
[0054]實施例三:
[0055]本實施例中與實施例一和實施例二中相同之處不再敘述，僅敘述與實施例一和實施例二中的不同之處。
[0056]步驟C執(zhí)行后，節(jié)點IL6電壓波動仍未回歸至正常范圍，故切斷該節(jié)點。
【權(quán)利要求】
1.一種無功設(shè)備綜合控制方法，該方法用于控制電網(wǎng)的無功功率，其特征在于，所述方法包括步驟: A.采集電網(wǎng)中各節(jié)點的電力運行數(shù)據(jù)，同時選擇電網(wǎng)中無功補償最薄弱的節(jié)點和次薄弱的節(jié)點，并對所述兩個節(jié)點進行預(yù)防控制，所述電力運行數(shù)據(jù)包括最大無功功率和補償設(shè)備最大補償量； B.采集電網(wǎng)運行過程中各節(jié)點的電壓波動，若電壓波動偏離預(yù)設(shè)范圍，則將該節(jié)點設(shè)為故障節(jié)點，并對所有故障節(jié)點進行矯正控制； C.采集電網(wǎng)運行過程中各故障節(jié)點的電壓波動，若故障節(jié)點的電壓波動仍偏離預(yù)設(shè)范圍，則切斷該故障節(jié)點的部分負載并降低該故障節(jié)點的運行電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功設(shè)備綜合控制方法，其特征在于，所述步驟A具體包括步驟: Al.采集電網(wǎng)各節(jié)點上一年度的最大無功功率和對應(yīng)補償設(shè)備最大補償量，并計算每個節(jié)點的薄弱系數(shù)為:
Rn = (Qn-Mn) /Qn 其中=Rn為節(jié)點η的薄弱系數(shù)，Qn為節(jié)點η的上一年度最大無功功率，Mn為節(jié)點η的補償設(shè)備最大補償量； Α2.選擇薄弱系數(shù)最大的節(jié)點為最薄弱節(jié)點，薄弱系數(shù)第二大的節(jié)點為次薄弱節(jié)點； A3.將最薄弱節(jié)點和次薄弱節(jié)點的負荷功率均提高為0.98-0.99，機組的功率因數(shù)均提高至0.95，同時在所述兩個節(jié)點處增設(shè)調(diào)節(jié)電源； Α4.電網(wǎng)運行過程中，調(diào)節(jié)電源實時工作并對節(jié)點進行無功補償，進而調(diào)節(jié)節(jié)點電壓穩(wěn)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功設(shè)備綜合控制方法，其特征在于，所述步驟B中矯正控制具體為:調(diào)用所有故障節(jié)點處的SVC設(shè)備出力進行無功補償。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功設(shè)備綜合控制方法，其特征在于，所述步驟C中切斷故障節(jié)點處負載的順序依次為三級負荷、二級負荷和一級負荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無功設(shè)備綜合控制方法，其特征在于，所述步驟C執(zhí)行后，若故障節(jié)點電壓波動仍未回歸至預(yù)設(shè)范圍，則切斷該節(jié)點。
6.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的無功設(shè)備綜合控制方法的控制系統(tǒng)，包括設(shè)在電網(wǎng)中各節(jié)點處的多個電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括無功控制設(shè)備，所述無功控制設(shè)備包括與電網(wǎng)連接的預(yù)防控制模塊、矯正控制模塊和緊急控制模塊，所述預(yù)防控制模塊、校正控制模塊和緊急控制模塊均與電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無功設(shè)備綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)防控制模塊包括兩個調(diào)節(jié)電源，所述兩個調(diào)節(jié)電源分別與無功補償最薄弱的節(jié)點和次薄弱的節(jié)點對應(yīng)連接，所述兩個調(diào)節(jié)電源還分別與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備對應(yīng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無功設(shè)備綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述校正控制模塊包括分別與電網(wǎng)中各節(jié)點對應(yīng)連接的多個SVC設(shè)備，所述SVC設(shè)備與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無功設(shè)備綜合控制系統(tǒng)，其特征在于，所述緊急控制模塊包括分別與電網(wǎng)中各節(jié)點對應(yīng)連接的多個用于切斷該節(jié)點的部分負載并降低該節(jié)點的運行電壓的降壓設(shè)備，所述降壓設(shè)備與設(shè)在所連接節(jié)點處的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。
【文檔編號】H02J3/18GK104333015SQ201410663260
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】黃一超, 徐逸清, 陶彥峰, 王世峻, 史大軍 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司