[發明專利]一種無功電壓控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011386400.2
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112531722B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 秦曉輝;張立波;代倩;楊京齊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 賈銀秋

本發明公開了一種無功電壓控制方法及系統，其中方法包括：獲取高壓側母線電壓U_H；當U_H大于預設的高壓側母線電壓上限值時，使得U_H降低到預設的之下并且高壓側母線電壓下限值之上；當U_H小于預設的時，使得U_H升高到之上并且之下；當U_H在與之間時，計算高壓側所有線路中點處對局部系統的無功注入之和Q_H，計算中壓側對局部系統的無功注入之和Q_M，計算Q_H與Q_M的和Q_HM，判斷Q_HM的絕對值是否大于預設的局部系統無功需求平衡閾值Q_equi；當Q_HM大于Q_equi時，則投入一組容性無功補充設備或切除一組感性無功補償設備；當Q_HM的負數大于Q_equi時，則投入一組感性無功補充設備。

技術領域

本發明涉及電力系統無功電壓分析與控制技術領域，更具體地，涉及一種無功電壓控制方法及系統。

背景技術

無功電壓控制問題在高比例新能源電力系統中日益凸顯。大型風電、光伏等新能源基地一般地處偏僻，往往需要經過長距離交流輸電線路接入和輸送至主網。而新能源發電呈現間歇性和波動性，因此交流線路上的有功潮流大幅度頻繁波動，引起的無功損耗和電壓波動也非常劇烈和頻繁，導致輸電系統的無功電壓控制困難，高/低電壓越限問題嚴重，進而導致沿途接入的新能源機組脫網風險高，嚴重制約了新能源的安全并網與匯集外送能力，并可能危及電網的安全穩定運行。

國內外動態無功補償裝置一般采用較為傳統的以基于母線電壓量測和基于端口無功量測的控制方法，并不能有效反映電力系統的無功需求，因此也難以實現對系統無功和電壓的高效控制。

現有技術一的“九區圖法”是業界沿用多年的傳統方法，它的基本思想是利用無功的上下限和電壓的上下限在無功電壓—平面上交叉切割出九個區域并執行不同的相應控制指令。現有技術的“九區圖法”主要存在以下兩點不足之處：首先，“九區圖法”中的無功是在變電站主變壓器高壓側直接量測出來的，對于負荷全部下注的電網末端的供電變電站具有一定的適應性，但對于存在較大的進出線有功潮流穿越情況的輸電網和輸電通道上的變電站則適應性不強，主要是因為該點的無功直接測量值并不能反映包含該站所連接的進出線路與主變壓器這一局部輸電子系統真實的無功需求，而且無法消除主變壓器高中壓側間穿越無功的影響。其次，該方法并不對電壓和無功這兩個變量進行優先級排序，它認為無功和電壓是一個優先等級上的變量，是一個平面上兩個對等的維度，如圖1所示。

現有技術二采用邊界電壓bang-bang控制的方法，即按電壓目標上下限范圍控制無功補償容量，當實際運行電壓在上下限范圍內變化時，無功補償設備不動作；當實際運行電壓穿越電壓控制目標上、下限時，則相應地投切一組無功補償設備，從而改變電網中該點的實際運行電壓，直至其可以維持在電壓目標上下限范圍內。邊界電壓bang-bang控制主要存在以下不足之處：電壓范圍邊界整定相對困難、對系統運行工況的適應性差，控制效果精度差、速度緩慢，以及某些情況下在電壓范圍邊界處投切不足或頻繁抖動投切等問題。

因此，需要一種技術，以實現對無功電壓進行控制。

發明內容

本發明技術方案提供一種無功電壓控制方法及系統，以解決如何對無功電壓進行控制的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種無功電壓控制方法，所述方法包括：

獲取高壓側母線電壓U_H；

當所述高壓側母線電壓U_H大于預設的高壓側母線電壓上限值時，調整所述高壓側母線電壓U_H，使得所述高壓側母線電壓U_H降低到預設的高壓側母線電壓上限值之下并且高壓側母線電壓下限值之上；或者