[發(fā)明專利]一種區(qū)域電網(wǎng)AVC系統(tǒng)與變電站DVQC協(xié)調(diào)控制方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711231641.8
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107910958A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李帥虎;曹燦樂;李輝
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/18;H02J3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動化領(lǐng)域，提出了一種區(qū)域電網(wǎng)AVC系統(tǒng)與變電站DVQC協(xié)調(diào)控制方法及裝置。

背景技術(shù)

常規(guī)變電站的無功設(shè)備主要包括電容器及電抗器，變壓器抽頭參與母線電壓的調(diào)節(jié)，電抗器一般為固定式。在AVC系統(tǒng)的控制下，站內(nèi)變壓器和電容器按九區(qū)圖基本原理分時段控制。電壓限值根據(jù)逆調(diào)壓規(guī)則確定，高峰時段電壓下限偏高，低谷時段電壓上限偏低，實現(xiàn)逆調(diào)壓。上述電壓無功控制由于基于慢速調(diào)控設(shè)備，只對變電站的穩(wěn)態(tài)特性有影響，因此是一種靜態(tài)電壓無功控制機制(SVQC)。

隨著STATCOM的參與，情況發(fā)生了質(zhì)的飛躍，由于STATCOM的快速、連續(xù)的調(diào)節(jié)性能，使得變電站不僅在正常情況下可以精確連續(xù)調(diào)節(jié)無功及電壓，達(dá)到良好的穩(wěn)態(tài)調(diào)控性，在故障情況下也能獲得相當(dāng)?shù)碾妷褐文芰Γ_(dá)到較好的暫態(tài)調(diào)控性，因此是一種動態(tài)電壓無功控制機制(DVQC)。動態(tài)無功補償裝置的接入對原有的變電所無功電壓控制模式有較大的改變。為充分發(fā)揮動態(tài)無功補償?shù)目焖傺a償特性和提高變電所無功電壓控制水平，對AVC和DVQC的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方案的研究和執(zhí)行裝置的開發(fā)非常有意義。

DVQC實現(xiàn)了變電站電壓無功控制中控制手段包括了離散變量(有載調(diào)壓變壓器分接頭、電容器組)和連續(xù)變量(STATCOM)協(xié)調(diào)控制，從而滿足實時的更合理的電壓無功分布的過程。離散變量有載調(diào)壓分接頭和電容器的投切是有級調(diào)節(jié)，在傳統(tǒng)的“九區(qū)圖”控制策略中受到了一定的限制。STATCOM具有快速的、連續(xù)的電壓調(diào)節(jié)能力，在變電站電壓無功控制中，彌補了有載調(diào)壓變壓器分接頭和電容器組投切的不足。

因而，在傳統(tǒng)的“九區(qū)圖”控制策略的基礎(chǔ)上，通過協(xié)調(diào)控制裝置實現(xiàn)基于DVQC同目標(biāo)獨立控制的思想，同時當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生電壓波動，由AVC系統(tǒng)控制STATCOM快速投入運行，提供一定的無功電壓支撐。然后AVC調(diào)節(jié)有一定延時的變壓器分接頭和電容器組，釋放STATCOM的無功容量，保持足夠的可調(diào)動態(tài)無功儲備。這樣在保證電壓穩(wěn)定的情況下STATCOM又有足夠的裕量，以備為新一輪的電壓波動能夠提供電壓支撐。也即“動態(tài)設(shè)備迅速支撐—離散設(shè)備跟進動作—連續(xù)設(shè)備精細(xì)調(diào)節(jié)”原則，可以解決區(qū)域內(nèi)變電站之間電壓無功控制中STATCOM、有載調(diào)壓變壓器分接頭、電容器組及區(qū)域內(nèi)站點間的電壓無功控制裝置的協(xié)調(diào)控制問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種區(qū)域電網(wǎng)AVC系統(tǒng)與變電站DVQC協(xié)調(diào)控制方法及裝置，解決了變電站站內(nèi)電壓無功控制中STATCOM、有載調(diào)壓變壓器分接頭、電容器組及區(qū)域內(nèi)站點間的電壓無功控制裝置的協(xié)調(diào)控制問題，同時實現(xiàn)了區(qū)域無功優(yōu)化運行，保障電網(wǎng)的電壓暫態(tài)安全穩(wěn)定。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種區(qū)域電網(wǎng)AVC系統(tǒng)與變電站DVQC協(xié)調(diào)控制方法及裝置，包括數(shù)據(jù)交互接口，接收實時調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以AVC主站端對各分站的母線電壓和地區(qū)關(guān)口的無功進行監(jiān)視；協(xié)調(diào)控制器，當(dāng)電壓或無功超出規(guī)定的限值時，通過實時數(shù)據(jù)分析計算電壓無功靈敏度指標(biāo)，依照無功分配原則給出控制方案；控制指令發(fā)生器，根據(jù)協(xié)調(diào)控制器處理器的指令操作碼和時序信號，產(chǎn)生各種操作控制信號，實現(xiàn)AVC系統(tǒng)給出的控制方案，包括狀態(tài)提示、報警或投切電容器、升降主變壓器分接頭，或者調(diào)節(jié)動態(tài)無功補償裝置STATCOM等指令發(fā)送，實施后使區(qū)域電壓和無功恢復(fù)到規(guī)定的范圍內(nèi)。

進一步，所述數(shù)據(jù)交互接口將系統(tǒng)的SCADA通過通信接口RS485接入?yún)f(xié)調(diào)控制器后與所述區(qū)域電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器相連，采集到的數(shù)據(jù)被送入電壓無功計算分析模塊，計算電壓U、無功功率Q以及電壓偏差ΔU。

進一步，所述協(xié)調(diào)控制器將計算電壓U、無功功率Q以及電壓偏差ΔU分別送入的處理器靈敏度計算單元和協(xié)調(diào)控制計算單元，通過在線靈敏度計算環(huán)節(jié)求出對無功控制量的需求ΔQ，處理器用于對所述區(qū)域電網(wǎng)無功協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行邏輯控制、通信規(guī)約處理和配置管理，基于“九區(qū)圖”的控制規(guī)則決定各站點STATCOM響應(yīng)策略和實時投入的無功量、有載調(diào)壓變壓器分接頭檔位n和電容器組數(shù)k。組成包括與處理器相連的數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、以太網(wǎng)擴展模塊、電源模塊和人機界面模塊。

進一步，所述控制指令發(fā)生器根據(jù)指令操作碼和時序信號，產(chǎn)生各種操作控制信號，通過微波通信網(wǎng)絡(luò)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計支持多種通信接口，發(fā)送指令到站點VQC，再由VQC發(fā)出指令給各個協(xié)調(diào)控制單元的控制設(shè)備(包括有載調(diào)壓變壓器分接頭以及接在負(fù)載母線側(cè)的STATCOM和電容器并聯(lián)無功補償設(shè)備等)。