[發(fā)明專利]省地協(xié)調(diào)母線電壓協(xié)調(diào)約束上下限值獲得方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910244486.2
• 申請(qǐng)日: 2009-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN101800428A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫宏斌;魯庭瑞;郭慶來;郭建偉;王彬;李海峰;張伯明;羅建裕;吳文傳;劉華偉;陳江瀾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);江蘇省電力公司
• 主分類號(hào): H02J3/16
• 分類號(hào): H02J3/16
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉省地協(xié)調(diào)電壓控制中省地協(xié)調(diào)母 線電壓協(xié)調(diào)約束上下限值獲得方法。

背景技術(shù)

自動(dòng)電壓控制(AVC，Automatic?Voltage?Control)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)最重要的自動(dòng)控 制系統(tǒng)之一。中國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模龐大，其運(yùn)行由分層分區(qū)的多級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)來負(fù)責(zé)管理，網(wǎng) 調(diào)、省調(diào)和地調(diào)是其中比較有代表性的三個(gè)調(diào)度級(jí)別。傳統(tǒng)的無功優(yōu)化控制系統(tǒng)針對(duì)各級(jí) 電網(wǎng)獨(dú)立控制，相互之間缺乏有效協(xié)調(diào)。而事實(shí)上，由于各級(jí)電網(wǎng)之間互相影響，傳統(tǒng)的 獨(dú)立控制方法存在很大局限性，比如如果各地調(diào)不能做好本地的無功補(bǔ)償，將導(dǎo)致無功從 高壓到低壓層層下送，無論網(wǎng)省調(diào)如何控制，網(wǎng)損下降都不會(huì)顯著。此外，隨著自動(dòng)電壓 控制系統(tǒng)在各級(jí)電網(wǎng)中的普遍推廣，由于各自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)不一致、控制信 息不共享、控制操作不同步，從而引發(fā)控制系統(tǒng)之間的沖突和過調(diào)等問題，最終導(dǎo)致控制 頻繁動(dòng)作，并顯著降低控制品質(zhì)。省級(jí)電網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)的電壓控制需要相互協(xié)調(diào)以實(shí)現(xiàn)協(xié) 調(diào)無功電壓優(yōu)化控制，達(dá)到省調(diào)主網(wǎng)與地區(qū)電網(wǎng)之間合理的無功交換的目的。目前較為有 效地研究成果為省地協(xié)調(diào)電壓控制方法。省地協(xié)調(diào)邊界為220kV變電站，選擇220kV變電 站變壓器高壓側(cè)無功作為省調(diào)對(duì)地調(diào)的協(xié)調(diào)變量，選擇220kV側(cè)母線作為省地協(xié)調(diào)母線， 其母線電壓作為地調(diào)對(duì)省調(diào)的協(xié)調(diào)變量。省調(diào)和地調(diào)AVC系統(tǒng)分別向?qū)Ψ教岢鰠f(xié)調(diào)變量的 期望約束，同時(shí)在控制中考慮對(duì)方提出的協(xié)調(diào)約束，實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)，真正發(fā)揮協(xié)調(diào)控制的 優(yōu)勢(shì)。但目前尚未發(fā)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)計(jì)算省地協(xié)調(diào)母線電壓協(xié)調(diào)約束上下限值并傳送給地調(diào)的 研究成果。

在獲得省調(diào)的控制能力時(shí)，需要采用二次優(yōu)化模型，模型的建立涉及到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)靈敏度 的計(jì)算。孫宏斌，張伯明，相年德在《準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的靈敏度分析方法》(中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 1999年4月V19N4，pp.9-13)中提出了準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)靈敏度方法，與常規(guī)的靜態(tài)的靈敏度分 析方法不同，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)靈敏度方法考慮了電力系統(tǒng)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的物理響應(yīng)，計(jì)及系統(tǒng)控制前后新 舊穩(wěn)態(tài)間的總變化，有效提高了靈敏度分析的精度。該方法基于電力系統(tǒng)的PQ解耦模型， 當(dāng)發(fā)電機(jī)安裝有自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(AVR)時(shí)，可認(rèn)為該發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)為PV節(jié)點(diǎn)；而當(dāng)發(fā)電機(jī)裝 有自動(dòng)無功功率調(diào)節(jié)(AQR)或自動(dòng)功率因數(shù)調(diào)節(jié)(APFR)時(shí)，可認(rèn)為該發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)與普通負(fù) 荷節(jié)點(diǎn)相同均為PQ節(jié)點(diǎn)。此外，將負(fù)荷電壓靜特性考慮成節(jié)點(diǎn)電壓的一次或二次曲線。 這樣所建立的潮流模型就自然地將這些準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的物理響應(yīng)加以考慮，從而基于潮流模型計(jì) 算出的靈敏度即為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的靈敏度。在潮流模型下，設(shè)PQ節(jié)點(diǎn)和PV節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)分別為N_PQ和N_PV，狀態(tài)量x是PQ節(jié)點(diǎn)的電壓幅值控制變量u＝[Q_PQ?V_PV?T_k]^T，其 中是PQ節(jié)點(diǎn)的無功注入，是PV節(jié)點(diǎn)的電壓幅值，是 變壓器變比，重要的依從變量h＝[Q_b?Q_PV]^T，其中Q_b∈R^b是支路無功潮流，是PV節(jié)點(diǎn)的無功注入。這時(shí)，有無功潮流模型：

Q_PQ(V_PQ，V_PV，T_k)＝0????????????????(1)

Q_b＝Q_b(V_PQ，V_PV，T_k)????????????????(2)

Q_PV＝Q_PV(V_PQ，V_PV，T_k)??????????????(3)

可得準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)無功類靈敏度的計(jì)算公式見表1。

表1準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的無功類靈敏度S_(x，h)n的計(jì)算公式