[發(fā)明專利]一種500kV變電站有功負荷變化趨勢的預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810501821.1
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108631308B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬世乾;郭凌旭;湯磊;張志君;陳建;張杰;劉永峰;廖小夢;王梓;史磊;康寧;戚艷
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)天津市電力公司;國家電網(wǎng)公司;北京清大高科系統(tǒng)控制有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本發(fā)明涉及一種自動電壓控制中500kV變電站有功負荷變化趨勢的預(yù)測方法，其技術(shù)特點在于包括以下步驟：步驟1、預(yù)先設(shè)定電網(wǎng)的控制周期T；步驟2、基于潮流模型計算得到220kV站母線對500kV站主變之間的有功準穩(wěn)態(tài)的靈敏度S_ij；步驟3、讀取96點220kV變電站的母線有功負荷預(yù)測數(shù)據(jù)F_i；步驟4、計算出站i歸算到站j上的有功負荷預(yù)測數(shù)據(jù)：步驟5、形成500kV j站的有功負荷預(yù)測數(shù)據(jù)：步驟6、預(yù)測500kV j站的負荷變化負荷趨勢。本發(fā)明通過500kV站的有功負荷預(yù)測數(shù)據(jù)趨勢，進行提前預(yù)防控制，從而消除電壓波動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及變電站有功負荷變化趨勢的預(yù)測方法，尤其是一種500kV變電站有功負荷變化趨勢的預(yù)測方法。

背景技術(shù)

自動電壓控制(以下簡稱AVC，Automatic Voltage Control)系統(tǒng)是實現(xiàn)電網(wǎng)安全(提高電壓穩(wěn)定裕度)、經(jīng)濟(降低網(wǎng)絡(luò)損耗)、優(yōu)質(zhì)(提高電壓合格率)運行的重要手段。AVC系統(tǒng)架構(gòu)在電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(EMS)之上，能夠利用電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)，從電網(wǎng)全局優(yōu)化的角度科學(xué)決策出最佳的無功電壓調(diào)整方案，自動下發(fā)給電廠、變電站以及下級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)執(zhí)行。AVC系統(tǒng)以電壓安全和優(yōu)質(zhì)為約束，以系統(tǒng)運行經(jīng)濟性為目標，連續(xù)閉環(huán)地進行電壓的實時優(yōu)化控制，實現(xiàn)了無功電壓協(xié)調(diào)控制方案的在線生成、實時下發(fā)、閉環(huán)自動控制等一整套分析、決策、控制，以及再分析，再決策、再控制的無功電壓實時追蹤控制問題，能夠有效地克服傳統(tǒng)的電網(wǎng)無功電壓控制手段存在的不足，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行的水平。

涉及到有功靈敏度的計算，有功負荷靈敏度的物理意義為在某母線上增加注入單位有功后，電網(wǎng)中各主變的有功變化。孫宏斌，張伯明，相年德在《準穩(wěn)態(tài)的靈敏度分析方法》(中國電機工程學(xué)報，1999年4月V19N4，pp.9-13)中提出了準穩(wěn)態(tài)靈敏度方法，與常規(guī)的靜態(tài)的靈敏度分析方法不同，準穩(wěn)態(tài)靈敏度方法考慮了電力系統(tǒng)準穩(wěn)態(tài)的物理響應(yīng)，計及系統(tǒng)控制前后新舊穩(wěn)態(tài)間的總變化，有效提高了靈敏度分析的精度。該方法基于電力系統(tǒng)的PQ解耦模型，當(dāng)發(fā)電機安裝有自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)時，可認為該發(fā)電機節(jié)點為PV節(jié)點；而當(dāng)發(fā)電機裝有自動無功功率調(diào)節(jié)(AQR)或自動功率因數(shù)調(diào)節(jié)(APFR)時，可認為該發(fā)電機節(jié)點與普通負荷節(jié)點相同均為PQ節(jié)點。此外，將負荷電壓靜特性考慮成節(jié)點電壓的一次或二次曲線。這樣所建立的潮流模型就自然地將這些準穩(wěn)態(tài)的物理響應(yīng)加以考慮，從而基于潮流模型計算出的靈敏度即為準穩(wěn)態(tài)的靈敏度。本發(fā)明的靈敏度計算中均采用上述準穩(wěn)態(tài)靈敏度方法。

考慮有功負荷預(yù)測的變電站優(yōu)化控制，鄂志君，張寶棟，劉偉在《大規(guī)模城市電網(wǎng)基于統(tǒng)一無功優(yōu)化的自動電壓控制》(電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2016年12月第28卷增刊，pp.56-2)中提出了基于變電站未來負荷變化自動設(shè)置該參數(shù)以實現(xiàn)電壓優(yōu)化控制的方法；其過程的物理意義說明如下：如果通過對變電站母線負荷預(yù)測數(shù)據(jù)的檢查，可以判定未來一段時間變電站負荷將進入快速連續(xù)上升階段(低谷向高峰轉(zhuǎn)換)，則此時將優(yōu)化死區(qū)參數(shù)設(shè)置為較小值(如1.0kV)，一方面及時響應(yīng)負荷變化造成的電壓變化并投入無功補償設(shè)備；另一方面由于未來時段負荷連續(xù)增加，一般也不會出現(xiàn)由于負荷波動造成的電壓越限。如果通過對變電站母線負荷預(yù)測數(shù)據(jù)的檢查，可以判定未來一段時間變電站負荷將進入快速連續(xù)下降階段(高峰向平峰低谷)，則設(shè)置優(yōu)化死區(qū)參數(shù)為中間值(如1.5kV)，這樣隨著負荷的降低，可以及時退出無功補償設(shè)備，避免電壓越限。如果通過對變電站母線負荷預(yù)測數(shù)據(jù)的檢查，可以判定不屬于上述二種情況，說明此時變電站負荷處于平穩(wěn)階段，將優(yōu)化死區(qū)參數(shù)設(shè)置為較大值(如2.0kV)，避免由于負荷短時波動導(dǎo)致的電壓波動觸發(fā)優(yōu)化控制，減少無功設(shè)備頻繁投切。在省級電網(wǎng)中，500kV變電站沒有直接的有功負荷預(yù)測數(shù)據(jù)，因此不能直接應(yīng)用這種方法。