[發明專利]基于拓撲搜索的網省協調電壓控制廣義關口自動生成方法

有效

• 申請號: 201310323716.0
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103401235A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 顧慧杰;王彬;周華鋒;湯磊;趙旋宇;初祥祥;胡榮;孫宏斌;郭慶來
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司;北京清大高科系統控制有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 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，特別涉及一種基于拓撲搜索的網省協調電壓控制廣義關口自動生成方法。

背景技術

自動電壓控制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。

到目前為止，全世界主流的自動電壓控制主要有三種模式：

第一種是以德國RWE電力公司代表二級控制，沒有所謂分區控制，最優潮流（OPF）的優化計算結果直接發到各電廠的一級電壓控制器進行控制。存在的問題OPF模型計算量大，計算時間較長。當系統中發生大的擾動、負荷陡升或陡降時，如果完全依賴OPF，則AVC的響應速度不夠，控制的動態品質難以保證。

第二種是以法國EDF的三級電壓控制模式的研究和實施始于上世紀70年代，經歷了三十余年的研究、開發和應用，是目前國際上公認為最先進的電壓控制系統。該控制模式得到了很好的應用，但是該模式仍存在缺點，這是因為區域的二級電壓控制（SVC）是基于電力系統無功電壓的局域性而開發的，而區域間無功電壓是有耦合的，因此控制系統的質量在根本上取決于各區域間無功電壓控制的耦合程度。但是，隨著電力系統的發展和運行工況的實時變化，設計時認為相對解耦的區域并非一成不變，而且以固定的控制參數形式存在的控制靈敏度更是隨運行工況而實時變化，因此這種以硬件形式固定下來的區域控制器難以適應電力系統的不斷發展和實時運行工況的大幅度變化，因此難以持久地保證有良好的控制效果。

第三種是清華大學電機系調度自動化實驗室提出了基于“軟分區”的三級電壓控制模式，該模式通過軟分區克服了EDF三級電壓控制中硬分區的不足，已經在國內十六個地區電網、省級電網中得到廣泛應用，并成功推廣到北美PJM電網的電壓控制中。

中國的電網管理模式具有的特點包括：

1.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。

大區電網控制中心、省級電網控制中心和地區電網控制中心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（簡稱網調）負責管理跨省的500kV聯絡輸電網，省級電網控制中心（簡稱省調）負責管理省內500/220kV輸電網，地區電網控制中心（簡稱地調）負責管理地區內110/10kV配電網。AVC系統的主站部分是在電力系統控制中心基于軟件控制流程實現的，這要求其必須與電力系統本身的調度管理體制保持一致。

2.電磁環網普遍存在。

由于中國電網處于快速發展期，500kV的骨干網絡已實現完全互聯，但部分省份220kV電網還不夠完善，為了保證供電可靠性，在220kV網絡的層面，合環運行依舊相當普遍。對于網省調電網而言，其電網運行模式可以概括為：“500kV合環，220kV局部合環”，即“大環I掛小環II”，如圖1所示。其中500kV節點11、12、13、14閉環運行（大環II），變壓器T₁₁、節點15、開關Br₁₁、節點16、變壓器T₂、節點12、11閉環運行（小環II）。

區、省、地三級電網在物理上實際上是互聯的，但在實際調度管理上卻是分層分區，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。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，并顯著降低了控制質量。