自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功靈敏度確定方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動電壓控制系統(tǒng)技術領域，特別是涉及一種自動電壓控制系統(tǒng)電壓 無功靈敏度確定方法、一種自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功靈敏度確定裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著超特高壓交直流輸電線路的不斷建設，區(qū)域電網(wǎng)之間的互聯(lián)不斷加強，我國 電網(wǎng)已發(fā)展成為一個規(guī)模巨大的交直流互聯(lián)電網(wǎng)。電網(wǎng)容量的不斷增大，超高壓遠距離輸 電以及日負荷的較大波動，這些都對電網(wǎng)的電壓無功控制提出了更高的要求。因此，構(gòu)建合 適的自動電壓控制（AVC, Automatic Voltage Control)系統(tǒng)，實現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)合理的無功電壓 分布，不僅可以提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)的安全水平，而且可以有效地降低網(wǎng)絡損耗，具有十分 重大的安全價值和經(jīng)濟價值。
[0003]目前，AVC系統(tǒng)主要采用三級電壓控制結(jié)構(gòu)。一方面，確定電壓無功靈敏度是第三 級電壓控制的一項重要任務，在AVC控制系統(tǒng)中，三級電壓控制中心會通過局域網(wǎng)將得到 的電壓無功靈敏度下發(fā)給二級電壓控制工作站，實現(xiàn)對二級控制的協(xié)調(diào)和決策支持，以便 實現(xiàn)安全約束下的網(wǎng)絡損耗最小。另一方面，軟分區(qū)的三級電壓控制環(huán)節(jié)在控制邏輯上需 要根據(jù)實時運行工況和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化來動態(tài)調(diào)整分區(qū)，這一功能的實現(xiàn)也依賴于高精度 的、可以自適應調(diào)整的電壓無功靈敏度確定方法。因此，研究出一套能自適應整定的電壓無 功靈敏度確定方法，對優(yōu)化AVC系統(tǒng)控制效果有非常重要的意義，對電網(wǎng)的運行具有巨大 的安全價值和經(jīng)濟價值。
[0004] 在目前實際運行的AVC系統(tǒng)中，電壓無功靈敏度確定的步驟為：首先，根據(jù)本分區(qū) 內(nèi)的節(jié)點類型，將所有節(jié)點劃分為PQ(有功功率、無功功率）節(jié)點和PV(有功功率、電壓幅 值）節(jié)點兩大類；其次，如果一個發(fā)電機參與了 PVC(Primary Voltage Control,初級電壓 控制）環(huán)節(jié)則將其設為PV節(jié)點，否則將其設為PQ節(jié)點；再次，在包含PV節(jié)點的全維節(jié)點導 納矩陣中與PV節(jié)點對應的對角元素上加一個較大的數(shù)；最后，分析潮流計算中的修正方程 來得出各個節(jié)點之間的電壓無功靈敏度結(jié)果。但是采用該方法得到的電壓無功靈敏度結(jié)果 與進行單位容量無功補償前后相關節(jié)點的實際電壓變化量相差較大，精度不高，從而影響 AVC系統(tǒng)控制效果等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種精度較高的自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功 靈敏度確定方法及裝置。
[0006] -種自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功靈敏度確定方法，包括步驟：
[0007] 將電網(wǎng)網(wǎng)絡劃分為目標區(qū)域網(wǎng)絡、緩沖網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡，并采集電網(wǎng)網(wǎng)絡當前時 刻的狀態(tài)信息；
[0008] 根據(jù)所述狀態(tài)信息，利用保留緩沖網(wǎng)絡的外網(wǎng)等值法對外部網(wǎng)絡進行等值，等值 后的外部網(wǎng)絡、目標區(qū)域網(wǎng)絡和緩沖網(wǎng)絡構(gòu)成新的電網(wǎng)網(wǎng)絡；
[0009] 對新的電網(wǎng)網(wǎng)絡中的發(fā)電機節(jié)點類型進行調(diào)整；
[0010] 根據(jù)PQ節(jié)點之間的電壓無功靈敏度矩陣，確定發(fā)電機節(jié)點類型調(diào)整后的目標區(qū) 域網(wǎng)絡中各PQ節(jié)點之間的電壓無功靈敏度。
[0011] 一種自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功靈敏度確定裝置，包括：
[0012] 電網(wǎng)網(wǎng)絡處理模塊，用于將電網(wǎng)網(wǎng)絡劃分為目標區(qū)域網(wǎng)絡、緩沖網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡， 并采集電網(wǎng)網(wǎng)絡當前時刻的狀態(tài)信息；
[0013] 外部網(wǎng)絡等值模塊，用于根據(jù)所述狀態(tài)信息，利用保留緩沖網(wǎng)絡的外網(wǎng)等值法對 外部網(wǎng)絡進行等值，等值后的外部網(wǎng)絡、目標區(qū)域網(wǎng)絡和緩沖網(wǎng)絡構(gòu)成新的電網(wǎng)網(wǎng)絡；
[0014] 節(jié)點類型調(diào)整模塊，用于對新的電網(wǎng)網(wǎng)絡中的發(fā)電機節(jié)點類型進行調(diào)整；
[0015]電壓無功靈敏度確定模塊，用于根據(jù)PQ節(jié)點之間的電壓無功靈敏度矩陣，確定發(fā) 電機節(jié)點類型調(diào)整后的目標區(qū)域網(wǎng)絡中各PQ節(jié)點之間的電壓無功靈敏度。
[0016] 本發(fā)明自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功靈敏度確定方法及裝置，不僅僅考慮目標區(qū)域 網(wǎng)絡內(nèi)的電網(wǎng)狀態(tài)信息，還有效利用了目標區(qū)域網(wǎng)絡外的外電網(wǎng)信息，利用保留緩沖網(wǎng)絡 的外網(wǎng)等值法對外部網(wǎng)絡進行等值，在簡化了外部網(wǎng)絡的同時，保留了對目標區(qū)域網(wǎng)絡有 重要影響的外網(wǎng)信息，然后根據(jù)構(gòu)建的新的電網(wǎng)網(wǎng)絡確定目標區(qū)域網(wǎng)絡中各PQ節(jié)點之間 的電壓無功靈敏度。實際效果表明，本發(fā)明確定的目標區(qū)域網(wǎng)絡內(nèi)各PQ節(jié)點間的電壓無功 靈敏度，與進行單位容量無功補償后相關節(jié)點的實際電壓變化量的平均誤差僅在1%左右， 遠遠低于現(xiàn)有方法所產(chǎn)生的精度誤差（31% )，即本發(fā)明確定的電壓無功靈敏度精度較高， 進而使AVC系統(tǒng)達到較好的控制效果等。另外，由于本發(fā)明僅將目標區(qū)域網(wǎng)絡和關鍵邊界 節(jié)點作為分析對象，所形成的等值網(wǎng)絡可以大幅度地減少外網(wǎng)信息，所以在保證電壓無功 靈敏度_精度的如提下，節(jié)省了時間，提_了效率，有利于電力系統(tǒng)的在線電壓無功控制。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明方法實施例的流程示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明電網(wǎng)網(wǎng)絡原始示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明等值處理后的電網(wǎng)網(wǎng)絡不意圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明電網(wǎng)網(wǎng)絡具體實施例的示意圖；
[0021] 圖5為本發(fā)明電網(wǎng)網(wǎng)絡劃分后的示意圖；
[0022] 圖6為本發(fā)明電網(wǎng)網(wǎng)絡等值后的示意圖；
[0023]圖7為本發(fā)明裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖8為本發(fā)明外部網(wǎng)絡等值模塊實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖9為本發(fā)明節(jié)點類型調(diào)整模塊實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功靈敏度確定方法的具體實施 方式做詳細描述。
[0027] 如圖1所示，一種自動電壓控制系統(tǒng)電壓無功靈敏度確定方法，包括步驟：
[0028]S110、將電網(wǎng)網(wǎng)絡劃分為目標區(qū)域網(wǎng)絡、緩沖網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡，并采集電網(wǎng)網(wǎng)絡當 前時刻的狀態(tài)信息；
[0029] S120、根據(jù)所述狀態(tài)信息，利用保留緩沖網(wǎng)絡的外網(wǎng)等值法對外部網(wǎng)絡進行等值， 等值后的外部網(wǎng)絡、目標區(qū)域網(wǎng)絡和緩沖網(wǎng)絡構(gòu)成新的電網(wǎng)網(wǎng)絡；
[0030] S130、對新的電網(wǎng)網(wǎng)絡中的發(fā)電機節(jié)點類型進行調(diào)整；
[0031] S140、根據(jù)PQ節(jié)點之間的電壓無功靈敏度矩陣，確定發(fā)電機節(jié)點類型調(diào)整后的目 標區(qū)域網(wǎng)絡中各PQ節(jié)點之間的電壓無功靈敏度。
[0032] 目標區(qū)域網(wǎng)絡為待分析的網(wǎng)絡，即內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡；緩沖網(wǎng)絡是對目標區(qū)域網(wǎng)絡有重大 影響的網(wǎng)絡，可以將目標區(qū)域網(wǎng)絡徑向向外擴展預設層的網(wǎng)絡作為緩沖網(wǎng)絡，例如目標區(qū) 域網(wǎng)絡徑向向外擴展一層的網(wǎng)絡為緩沖網(wǎng)絡，也可以通過人工指定得到緩沖網(wǎng)絡等；外部 網(wǎng)絡為除目標區(qū)域網(wǎng)絡和緩沖網(wǎng)絡之外的網(wǎng)絡。電網(wǎng)網(wǎng)絡劃分后，采集當前時刻的電網(wǎng)網(wǎng) 絡的狀態(tài)信息，包括各節(jié)點的狀態(tài)信息、各發(fā)電機的狀態(tài)信息以及各支路的狀態(tài)信息等，其 中節(jié)點的狀態(tài)信息包括節(jié)點的有功負荷、無功負荷、電壓幅值、電壓相角、電壓上限以及電 壓下限等，發(fā)電機的狀態(tài)信息包括當前有功出力、當前無功出力、電壓幅值、有功出力上限、 有功出力下限、無功出力上限以及無功出力下限等，支路的狀態(tài)信息包括首端節(jié)點、末端節(jié) 點、支路電阻、支路電抗、支路對地電納以及支路變比等。
[0033] 劃分好電網(wǎng)網(wǎng)絡和采集好當前時刻的電網(wǎng)網(wǎng)絡狀態(tài)信息后，為了提高電壓無功靈 敏度確定的效率等，需要利用保留緩沖網(wǎng)絡的外網(wǎng)等值法對外部網(wǎng)絡進行等值處理。外網(wǎng) 等值法包括Ward等值、REI等值等等，而Ward等值又包括Ward節(jié)點注入法、擴展的Ward等 值法等，所以對外部網(wǎng)絡進行等值處理有多種實現(xiàn)方式，作為一個較優(yōu)實施例，本發(fā)明采用 精度較高的擴展Ward等值法對外部網(wǎng)絡進行等值處理。所以步驟S120中根據(jù)所述狀態(tài)信 息，利用保留緩沖網(wǎng)絡的外網(wǎng)等值法對外部網(wǎng)絡進行等值的步驟可以包括：
[0034] S1201、刪除外部網(wǎng)絡中各節(jié)點的對地支路，得到新的外部網(wǎng)絡，目標區(qū)域網(wǎng)絡、緩 沖網(wǎng)絡和新的外部網(wǎng)絡構(gòu)成全網(wǎng)網(wǎng)絡，對所述全網(wǎng)網(wǎng)絡進行潮流計算，確定所述全網(wǎng)網(wǎng)絡 中各節(jié)點的復電壓，其中復電壓為節(jié)點的幅值、相角；
[0035] S1202、將緩沖網(wǎng)絡中與外部節(jié)點相連的節(jié)點作為邊界節(jié)點，將緩沖網(wǎng)絡中與外部 節(jié)點不相連的節(jié)點作為目標區(qū)域網(wǎng)絡節(jié)點，構(gòu)建邊界節(jié)點集B、目標區(qū)域網(wǎng)絡節(jié)點集I、外 部網(wǎng)絡節(jié)點集E，采用節(jié)點導納矩陣^|行高斯消元，消除外部系統(tǒng)，僅保邊界節(jié) UBE lBB\ 點，得到僅含邊界節(jié)點的節(jié)點導納矩陣Y' BB，其中YBB表示外部網(wǎng)絡節(jié)點的自導納，YBB表示 邊界節(jié)點的自導納，YBB表示外部網(wǎng)絡節(jié)點和邊界節(jié)點間的共導納的相反數(shù)，Y BB表示邊界節(jié) 點和外部網(wǎng)絡節(jié)點間的共導納的相反數(shù)，:4b= 外部節(jié)點包括目標區(qū)域 網(wǎng)絡節(jié)點和外部網(wǎng)絡節(jié)點；需要說明的是，目標區(qū)域網(wǎng)絡節(jié)點集不僅包括自身區(qū)域網(wǎng)絡內(nèi) 的節(jié)點，還包括緩沖網(wǎng)絡中與外部節(jié)點不相連的節(jié)點；
[0036] S1203、根據(jù)=艦z(di叫蓋）、=im叩(―沒(":)'#蓋） 確定分配到邊界節(jié)點上的注入功率增量，并將注入功率增量添加到所述邊界節(jié)點的原有注 入功率上