[發(fā)明專利]靜態(tài)混成自動電壓控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710098780.8
• 申請日: 2007-04-27
• 公開（公告）號: CN101060248A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃其勵;王鋼;盧強;胡偉;梅生偉;張雪敏;賈偉
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/12;H02J3/16;H02J3/38;H02J3/46
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技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的大型區(qū)域電網(wǎng)、省級電網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)中的電壓無功自動控制方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)的發(fā)展促使人們不斷努力改善電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，尤其是電力市場的出現(xiàn)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求，并使電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行問題帶有新的特點。一般發(fā)電廠站遠離負荷中心，但由于經(jīng)濟以及環(huán)境保護等的因素，一方面，某些電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展跟不上電力負荷快速增長的需要，使得一些傳輸線路處于重載或超載運行狀態(tài)；另一方面，電力市場的實施將會使負荷的起落量以及變化的無序性加大。因此維持系統(tǒng)電壓水平，提高電壓質(zhì)量和保持系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性成為一個極具挑戰(zhàn)性的問題。

隨著電力市場在各國的逐步實施，在安全穩(wěn)定的同時使電網(wǎng)運行于更經(jīng)濟的狀態(tài)，一直是電力系統(tǒng)運行人員和科研人員所追求的目標。電網(wǎng)安全性與運行經(jīng)濟性是電力系統(tǒng)運行的兩大主題，也是電壓控制的主要目標。以往電力系統(tǒng)的調(diào)度控制一般只能按照優(yōu)先級選擇一個控制目標(經(jīng)濟性或者安全性)對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行調(diào)整，或者以權(quán)重的形式給出多目標優(yōu)化問題，難以真正實現(xiàn)多目標的綜合優(yōu)化。

目前我國各大電網(wǎng)的無功控制目前均采取分層分區(qū)就地平衡的原則，電壓實行中樞點和監(jiān)測點管理，基本上是一級控制，沒有做到整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)、安全和經(jīng)濟調(diào)節(jié)。而且我國電網(wǎng)多年來一直采用傳統(tǒng)的電壓/無功調(diào)度方式，由調(diào)度部門的運行方式人員按季下達各廠站無功電壓調(diào)度曲線和各級調(diào)度值班人員通過調(diào)度電話臨時下達無功電壓調(diào)整指令來完成對電網(wǎng)無功和電壓的調(diào)控。因此電網(wǎng)對無功和電壓調(diào)控的目標僅僅是電壓的質(zhì)量，尚未考慮網(wǎng)損和電壓穩(wěn)定性因素，沒有做到整個系統(tǒng)范圍內(nèi)優(yōu)質(zhì)、安全和經(jīng)濟的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

正是在這樣的背景下，本發(fā)明將混成自動控制系統(tǒng)的理念引入電壓控制，提出了電力系統(tǒng)靜態(tài)混成自動電壓控制方法，實現(xiàn)對電壓的多目標優(yōu)化控制。

在中國專利網(wǎng)(www.patent.com.cn)以“自動電壓控制”和“電壓自動控制”關(guān)鍵字查詢，可以查詢到如下兩個專利信息：

(1)電力系統(tǒng)自動電壓控制方法(申請(專利)號：CN03117719.0)

該發(fā)明涉及的電力系統(tǒng)自動電壓控制方法，是將母線電壓U分為7個控制區(qū)域，在每個控制區(qū)域中，結(jié)合考慮實測的母線電壓的上升、不變和下降3種變化趨勢，對無功設(shè)備的工作方式進行自動控制，即電容器組的投切、有載調(diào)壓開關(guān)的調(diào)整，從而實現(xiàn)對母線電壓的精確控制。采用所述方法的結(jié)果是：能在電容器投切次數(shù)、有載調(diào)壓開關(guān)調(diào)整次數(shù)較少的情況下，獲得較理想的無功潮流和較好的電壓合格率；或能夠在電容器(電抗器)組投切次數(shù)較少的前提下達到較高的電壓合格率。

(2)一種區(qū)域電力網(wǎng)無功電壓自動控制系統(tǒng)(申請(專利)號：CN00112093.X)

該發(fā)明公開了一種區(qū)域電力網(wǎng)無功電壓自動控制系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)采集、中央處理、操作控制組成，根據(jù)區(qū)域電力網(wǎng)各變電所電壓情況，決定是調(diào)節(jié)本變電所主變分接頭還是上級變電所主變分接頭。在不向上一級電壓等級電網(wǎng)倒送無功時，允許本級電力網(wǎng)內(nèi)無功倒送，使無功流向合理。通過預算電容、電抗投切后電壓值，避免了投切振蕩。實施多主變經(jīng)濟運行。本發(fā)明提高電壓質(zhì)量，降低線損，增加設(shè)備出力，應(yīng)用于區(qū)域電力網(wǎng)的無功電壓自動控制。

上述發(fā)明專利特征為電壓控制對象局限于變電站的變壓器和電容電抗器，對發(fā)電廠缺乏控制手段，因此應(yīng)用范圍局限在地區(qū)小電網(wǎng)，不適用于大的區(qū)域電網(wǎng)或者省級電網(wǎng)；而且控制優(yōu)化目標不夠全面，不能實現(xiàn)對電壓水平、電壓質(zhì)量與電壓穩(wěn)定性和安全性以及無功優(yōu)化潮流的有效的綜合控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了在靜態(tài)時電力系統(tǒng)的混成自動電壓控制方法。

本發(fā)明的特征在于，該方法在靜態(tài)混成自動電壓控制中間層協(xié)調(diào)計算機中依次按以下步驟實現(xiàn)：

步驟(1)：初始化

設(shè)定：電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，其中包括輸電線路的串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗、并聯(lián)電導和并聯(lián)電納；變壓器的變比和阻抗；并聯(lián)在輸電線路上的電容器和電抗器的阻抗；以上數(shù)據(jù)由靜態(tài)混成自動電壓控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器設(shè)定；

給定：各母線節(jié)點的電壓、電流和有功功率和無功功率的實時量測值；

步驟(2)：在當前時刻，即第k個采樣間隔后，根據(jù)給定的電力系統(tǒng)各母線節(jié)點的電壓電壓、電流和有功功率和無功功率的實測值，以及電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)形成當前電力系統(tǒng)進行潮流計算時所用的Jacobian矩陣，