[發明專利]一種采用復合協調關口的省地協調電壓控制方法

有效

• 申請號: 201110238654.4
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102280882A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 湯磊;王海林;王鵬;龔成虎;孫宏斌;劉維春;郭慶來;鄂志君;王彬;魏珍
• 申請（專利權）人: 天津市電力公司;清華大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/16;H02J13/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于電力系統自動電壓控制技術領域，特別涉及省地協調電壓控制中采用復合協調關口的協調控制方法。

背景技術

自動電壓控制(以下簡稱AVC，Automatic?Voltage?Control)系統是實現電網安全(提高電壓穩定裕度)、經濟(降低網絡損耗)、優質(提高電壓合格率)運行的重要手段，其基本原理是通過協調控制發電機無功出力、變壓器分接頭和無功補償設備，實現電網內無功電壓的合理分布。

AVC系統的主站部分是在電力系統控制中心基于軟件實現的，這要求其必須與電力系統本身的調度管理體制保持一致。中國互聯電網規模十分龐大，其運行由分層分區的多級調度機構來負責管理，大區電網調度控制中心、省(市)級電網調度控制中心(以下簡稱省調)和地區電網調度控制中心(以下簡稱地調)是其中比較有代表性的三個調度級別。通常情況下，大區電網控制中心負責管理跨省的500kV聯絡輸電網，省(市)級電網控制中心負責管理省內500/220kV輸電網，地區電網控制中心負責管理地區內110/10kV配電網。

大區、省(市)、地三級電網在物理上互聯一體，但是調度管理上分層分區，這給全局電網的無功優化控制帶來了極大困難。針對各級電網的獨立控制方法，相互之間缺乏有效協調。事實上，由于各級電網之間互相影響，傳統的獨立控制方法存在很大局限性。隨著自動電壓控制系統在各級電網中的普遍推廣，由于各自動電壓控制系統的控制目標不一致、控制信息不共享、控制操作不同步，從而引發控制系統之間的沖突和過調等問題，最終導致控制頻繁動作，并顯著降低了控制品質。因此，大區電網、省級電網、地區電網之間的協調電壓控制勢在必行。

在大區電網控制中心和省級電網控制中心的協調(下簡稱網省協調)控制方面，本申請人曾經提出過專利授權號為ZL200710065588.9，名稱為“一種大區電網與省級電網的協調電壓控制方法”的相關方法，其核心思想是利用上下級的聯合最優潮流計算實現網省電壓控制。

在省(市)級電網和地區電網之間的協調(下簡稱省地協調)電壓控制方面，，鄒根華，郭玉金，姚諸香等在《大電網省地協調自動電壓控制(AVC)的研究》(華中電力，2008年，第21卷第3期，9-11頁)和《省地協調自動電壓控制(AVC)實現方法的研究》(中國電力，2008年，第41卷第12期，6-9頁)進行了研究，其核心思想是地區電網AVC系統上傳無功上調能力和無功下調能力，在此基礎上，省級電網AVC系統下發關口功率因數目標，要求地區電網追隨。這種方法本質上以省級電網的利益為出發點，體現的是地區電網對省級電網的支持，但沒有體現也無法實現省級電網對地區電網的支持作用。事實上，由于電網之間的緊密耦合，省級電網對地區電網的影響非常顯著，省級電網的自動電壓控制主要影響220kV母線電壓，而220kV母線作為地區電網的根節點，將直接影響地區輻射電網的整體電壓水平，如果省級電網將220kV電壓向不合理的方向調節，可能導致整個地區輻射電網數十個低電壓等級變電站控制設備的大面積動作。但在上述傳統省地協調模式下，一方面地區電網只能被動的接收省級電網下發的控制目標，無法針對省級電網不合理的控制行為進行反饋；另一方面，省級電網由于不掌握地區電網內部的具體信息，也無從判定本身的控制行為是否對地區電網產生了負面影響，最終導致上下級電網之間出現不合理的無功流動和控制動作。這種傳統的省地協調模式是一種“單向被動”的協調模式。

為了解決上述問題，本申請人曾經提出受理號為200910091358.9，名稱為“基于雙向協調約束的省級與地區電網協調電壓控制方法”的相關方法，該方法的主要內容包括：選擇省級電網與地區各電網分界處變電站的變壓器高壓側無功作為省級電網對地區電網的協調變量，選擇當前周期省級電網與地區電網分界處各變電站的高壓側母線電壓幅值作為地區電網對省級電網的協調變量；省級電網側建立并求解省級電網最優潮流模型，得到省級電網內各節點的狀態量、分界處變電站的變壓器高壓側無功協調約束上限和下限：各地區電網控制中心將原有分界處變電站的變壓器高壓側無功相關的約束條件替換地區電網上一個控制周期的協調約束條件，對本地區進行無功電壓控制。這種方法實現了省級與地區電網電壓控制的雙向互動，可以解決傳統省地協調中的問題。