[發明專利]一種基于分區優化的省地協同電壓控制方法

有效

• 申請號: 201510848276.X
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105281331B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 黃華;高宗和;戴則梅;蘇大威;吳海偉;徐春雷;陳建華;杜磊;陸進軍;徐陸飛;楊洛;陳天華
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;江蘇省電力公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;汪慶朋

本發明涉及一種基于分區優化的省地協同電壓控制方法，包括協同控制建模和協同實時控制；協同控制建模基于電網模型云技術，包括省調對220kV變電站低壓側電容器/電抗器無功出力進行直控，與地調聯合對220kV變電站中壓側關口無功進行協調控制；該方法將電氣距離相近的省調側發電廠、220kV變電站劃分為相同的控制分區，通過求解發電機組、電容器/電抗器以及中壓側廣義機組構成的分區優化模型，直接對省地兩級電網無功源進行優化分配，提高了控制策略計算的準確性和低壓側電容器/電抗器的響應速度，更好地滿足負荷密集型區域電網以及新能源接入地區電網對控制速度的要求。

技術領域

本發明屬于電力系統控制技術領域，具體涉及一種基于分區優化的省地協同電壓控制方法。

背景技術

基于無功分層(電壓層)分區(供電區)特點，無功電壓控制一般采取分層分區控制體系。省級電網調度機構(簡稱省調)負責220kV層級電網電壓控制，各地區電網調度機構(簡稱地調)負責110kV及以下層級電網電壓控制，省地兩級電網在調度邊界處實現協調控制。目前國內省級電網以及地區電網具有信息局部性，地調輻射狀電網節點多、電壓等級低，在省調側一般不關心其內部細節，比較常見的省調電網模型一般建模到220kV變電站高壓側，并在220kV主變高壓側處等值為負荷，忽略了110kV及其以下電網的具體細節。同理，地調側也無法獲知省調220kV電網的詳細結構，一般只建立與輻射電網關系密切的幾個220kV變電站詳細模型，而其他220kV電網進行必要等值。

根據省級電網和地區電網信息局部性特點，在省地協調電壓控制相關的研究文獻中，《大電網省地協調自動電壓控制的研究》(鄒根華、郭玉金、姚諸香等，華中電力，2008年，第21卷第3期，9～11頁)以220kV主變高壓側為關口，提出地調上傳控制能力、省調通過全網優化計算協調策略的方法；《雙向互動的省地協調電壓控制》(王彬、郭慶來、孫宏斌等，電力系統自動化，第34卷第12期，53～57頁)提出雙向互動的省地協調模式，選擇220kV變電站變壓器高壓側無功作為省調對地調的協調變量，選擇220kV側母線作為省地協調母線，引入省地協調控制代理，構造分布式協調電壓控制多智能體架構。協調代理綜合考慮各代理提出的控制能力約束和控制需求約束，生成協調控制策略，供省、地各級代理執行。

由于省級電網和地區電網建模的局限性，上述文獻均以220kV變壓器高壓側為協調關口，省調無法直接對220kV變電站低壓側電容器/電抗器進行控制決策計算。同時，對于負荷密集型區域電網以及風電/光伏等新能源接入比例較大的地區電網，電壓波動大且變化速度快，需要快速調節方法對電壓波動性進行補償和平抑。

隨著計算機通信技術以及智能電網調度控制技術的發展，電網模型云技術的研究及應用實現了多級電網模型的統一建模和管理，并可根據應用需求進行電網模型的裁剪，為本發明提供了基礎。

發明內容

本發明的目的是適應新能源接入以及負荷密集型城市電網對控制速度的要求，基于云技術提供的省地一體化電網模型，提出一種基于分區優化的省地協同電壓控制方法。該方法建立基于分區的省、地調“緊耦合”控制模型，通過二次規劃模型直接求解省調側發電機、地調側電容器/電抗器以及中壓側協調控制策略，從而提高省地聯合控制的調節速度。

本發明提出的一種基于分區優化的省地協同電壓控制方法，該方法首先進行離線的協同控制建模，協同控制建模具體步驟包括：

1)在省調建立220kV變電站詳細模型；

與傳統的在220kV變電站主變高壓側關口處等值處理不同，本文模型包括變壓器高/中/低三側繞組、低壓側電容器/電抗器以及高/中/低三側母線；

2)在地調建立220kV變電站、110kV及以下電網詳細模型；

其中110kV及以下電網在下文中簡稱為110kV子網；