[發明專利]一種地區電網的電壓無功控制方法

無效

• 申請號: 201210043145.0
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102593840A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 于汀;王少芳;周京陽;李強;蒲天驕;郎燕生;賈育培;李博;王偉;范征
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力系統領域，具體涉及一種用于地區電網的電壓無功控制方法。

背景技術

電壓與無功功率有著密切的關系，為了維持電壓水平，就必須提供與之相應的無功功率，由此產生的電壓無功控制問題一直以來就是電力系統研究的技術難題。電壓是否合格直接影響到電網運行的安全性及經濟性。大的電壓偏差不僅會對用電設備造成威脅和損害，嚴重時可能引起電壓崩潰，造成大面積停電。隨著經濟和社會的快速發展，電力需求急劇上升，電網結構越來越復雜，電能質量要求越來越高；另一方面，隨著城市電網的電纜化改造，地區電網的電纜化率越來越高，而感性無功調節手段較弱，輕負荷時的無功倒送及高電壓現象較為嚴重，電壓質量有待進一步提高。如何綜合利用廠站內的各種電壓無功調節設備，在保證電網安全、穩定運行的同時，有效提高電網的電壓質量，降低電力傳輸中的能量損耗是地區電網面臨的一項重要任務。

就目前的電網結構和調度體系而言，地區電網的結構是輻射狀的，在高壓側(一般是220kV關口變電站)形成環網，而220kV以下的電網解環運行，即以220kV關口為根生成供電區域，一個220kV關口對應一個供電區域，自高電壓等級向低電壓等級形成樹狀結構來供電，保證母線電壓和關口功率因數合格是地區電網電壓無功控制的重要目標。然而，地區電網的電壓無功調節手段以有載調壓變壓器抽頭和電容電抗器為主。主變抽頭及電容電抗器均為離散調節設備，其頻繁調節將嚴重影響設備的使用壽命，在實際運行中對同一設備相臨兩次調整的時間間隔和一天內的允許操作次數均有明確的限制，并希望在保證母線電壓和關口功率因數合格的基礎上盡可能地減少其調節次數。

目前地區電網的自動電壓控制(Automatic?Voltage?Control，AVC)系統的控制方式多是在發現母線電壓或關口功率因數越限后，啟動算法進行控制，將越限量拉回到合理的運行范圍內。這種控制方式滯后于越限量而動作，屬于被動控制，無法從本質上提高母線電壓和關口功率因數的合格水平，甚至可能出現由于負荷的正常波動導致無功設備的頻繁反復調節，影響設備甚至電網安全。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于地區電網的電壓無功控制方法，該方法體現地區電網電壓無功控制前瞻性和智能性，即在自動電壓控制AVC系統本身固有的降低網損、維持電壓無功合格的基礎上進行實用化處理，結合負荷預測結果確定負荷變化趨勢，提前控制可能發生越限的變量，盡可能防止越限量的出現，從本質上提高母線電壓和關口功率因數的合格率，并在此基礎上減少設備的動作次數。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種地區電網的電壓無功控制方法，其改進之處在于，所述方法結合負荷預測結果對母線電壓和關口功率因數的調節滿足逆調壓的控制；所述逆調壓指的是負荷高峰時(如一天中的8點至12點，14點至18點)提高母線電壓和關口功率因數，負荷低谷時(如一天中的0點至4點，20點至24點)降低母線電壓和關口功率因數；

所述方法包括下述步驟：

A、確定短期系統負荷和超短期母線負荷變化趨勢；

B、判斷自動電壓控制AVC系統供電區域的負荷變化趨勢；

C、確定關口無功控制限值的壓縮量和供電區域內各側母線控制電壓的壓縮量。

本發明提供的一種優選的技術方案是：所述短期意指以天計的一天中的24小時；所述超短期意指以分鐘計的從當前時刻起至15分鐘以內。

本發明提供的第二優選的技術方案是：所述步驟A包括：讀取能量管理系統EMS的短期系統負荷預測結果，濾除負荷波動；根據負荷變化趨勢將一天中的24小時劃分為數個時段，確定所述數個時段負荷變化趨勢。

本發明提供的第三優選的技術方案是：所述步驟B中，讀取超短期母線負荷預測結果，并根據地區電網的拓撲連接關系計算自動電壓控制AVC系統供電區域的母線負荷預測總加，判斷自動電壓控制AVC系統供電區域的負荷變化趨勢。

本發明提供的第四優選的技術方案是：所述負荷變化趨勢包括上升、下降和平穩三趨勢；所述數個時段為4至6個時段。

本發明提供的第五優選的技術方案是：所述判斷自動電壓控制AVC系統供電區域的負荷變化趨勢包括：

若所述母線負荷預測的關口負荷變化趨勢與系統負荷預測的負荷變化趨勢一致，則預測的關口負荷變化趨勢上升或下降；否則負荷變化趨勢不明顯，即負荷變化趨勢處于平穩狀態。