专利名称：电力系统自动电压控制方法
技术领域：
本发明涉及电力系统中的电压无功自动控制方法，即一种通过对控制量(母线电压U、主变压器输入无功功率Q)进行精细分区并结合控制量的变化趋势进行自动电压控制的方法。
根据有无电容器(电抗器)组和变压器调压开关类型，可分为三种控制方式1、有电容器(电抗器)组且变压器为有载调压开关对无功和电压进行综合控制，目标是将母线电压和无功功率控制在规定的上、下限值之间；2、有电容器(电抗器)组且变压器为无激磁调压开关目标是通过投切电容器(电抗器)组将母线电压控制在规定的上、下限值之间；3、无电容器(电抗器)组且变压器为有载调压开关目标是通过调节变压器有载调压开关将母线电压在规定的上、下限值之间。
其中第3种控制方式，动作原理简单，而且实际运行的变电站很少有采用有载调压开关而不配置电容器的，故通常不予研究。针对第1种和第2种控制方式，在现有控制方法中，因为控制量(母线电压U、无功功率Q)分区过粗，对母线电压和无功功率均仅由上、下限值将其划分为合格、超上限、超下限三个区域，且未考虑控制量的变化趋势，故控制功能较差，在实际运行中常出现装置动作频繁、调节系统运行电压和无功潮流不及时、母线电压合格率较低或无功潮流不合理等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是将母线电压U分为7个控制区域，在每个控制区域中，结合考虑实测的母线电压的上升、不变和下降3种变化趋势，对无功设备的工作方式进行自动控制(电容器组的投切、有载调压开关的调整)，从而实现对母线电压的精确控制。采用所述方法的结果是对第1种控制方式，能在电容器投切次数、有载调压开关调整次数较少的情况下，获得较理想的无功潮流和较好的电压合格率；对第2种控制方式，能够在电容器(电抗器)组投切次数较少的前提下达到较高的电压合格率。
根据本发明的上述控制方法，其特征是采用以下的技术步骤1、确定控制区域的分界参数值所述参数值包括电压的合格值上限、理想值上限、理想值下限、合格值下限；其中合格值上限和合格值下限的数值按《电力系统电压和无功电力技术导则》的规定确定；理想值上限和理想值下限的数值由系统运行要求确定；以合格值上限与理想值上限之间的中间值作为上中线值；以理想值下限与合格值下限之间的中间值为下中线值；2、以确定的上述6组随时间变化的参数值为界，将被监测电压的控制区域划分为I、II、III、IV、V、VI、VII七个区；3、根据以被监测电压的量值、对应时段所处的区位及其在单位时间间隔内电压的上升、不变或下降3种变化趋势，对无功设备组的投切方式进行选择控制。
上述控制方法适用于控制变电站两种以内(A、B)不同电压等级的母线电压，即通过采集A、B级母线电压作为控制目标，根据需要由用户分别定义为“优先保证电压”及“监测电压”，并可以更改。
根据母线电压是一种或是两种，本发明的投切方式分别以两套动作规则实现。
采用本发明控制方法的无功设备应满足以下的技术条件1、无功设备的安全监视电压无功设备以其运行所在YX母线电压(UYX)作为安全监视电压。当UYX≥Umax千伏时、应闭锁无功自动投切功能，且按每间隔b秒钟切出一组无功设备的速度加速切除。当UYX≤(Umax-U差压)千伏时，停止对无功设备的加速切除，恢复无功设备的自动投切功能。
其中b、Umax、U差压值由用户整定，Umax根据无功设备可承受的最高工作电压值整定，且b、Umax、U差压均可按定值通知单进行修改。
2、根据本发明控制方法构成的控制系统AVC的闭锁功能当某组无功设备保护跳闸或手动跳闸时，闭锁该组无功设备的AVC。
当某组在停用状态时闭锁该组的控制系统。
当主变YX母线侧总路开关在断开状态时闭锁对应主变的AVC。
当控制系统判断结果将出现不利的无功设备组合时，闭锁对应主变的AVC，自动切换为手动控制。
参见附图
被监测电压值(包括“优先保证电压”及“监测电压”)由合格值上限、上中线、理想值上限、理想值下限、下中线、合格值下限6条折线划分为I、II、III、IV、V、VI、VII七个区域。
被监测电压(值包括优先保证电压及监测电压)变化趋势的变化判别是分别以a秒钟为间隔采样值进行大小比较，用以判断电压变化趋势。即当Uta-Ut0≥m千伏时，定义为电压上升(“升”)；当Ut0-Uta≥m千伏时，定义为电压下降(“降”)；当|Uta-Ut0|＜m千伏时，定义为电压稳定(“稳”)。
a及m值由用户确定，并可按定值通知单进行修改。实施例中母线电压采用间隔a＝1分钟；m＝0.1千伏；无功设备最高运行电压Umax＝40千伏；加速切除间隔b＝60秒；解除闭锁差压值U差压＝1.5千伏。
在对无功设备组的投切方式进行选择控制方面，若控制目标仅有1个控制电压，当AVC装置投运后，系统开始计时，并从t0时刻开始测量及记录电压值Ut0，至与t0时刻相距a分钟的下一个时刻t0再测量和记录电压值Uta，根据Ut0、Uta的大小判断电压的变化趋势，然后根据t0时刻的电压值Ut0及t0→ta区间内的电压变化趋势，按表1列出的“动作规则1”决定是否投切无功设备组。
若控制目标有2个控制电压，则仍按上述规定对2个控制电压同时分别测量电压、计算电压变化趋势及单独进行判断，然后根据表2列出的“动作规则2”进行综合判断，以决定是否投切无功设备组。表1动作规则1(仅有1个控制电压) 表2动作规则2(有2个控制电压，其中1个为“优先保证电压”，另1个为“监视电压”)。 对表1和表2的说明①同一组母线上投(切)电容器等同于切(投)电抗器，规则表中为叙述方便，均统称为无功设备并作为投切对象。②当对无功设备组的动作要求为投(切)而已无无功设备可投(切)时，则不动作，但若此时某一控制电压处于I区或VII区时装置应报警。③“优定”指根据定义的“优先保证电压”单独判断结果决定；“监定”指根据定义的“监视电压”单独判断结果决定。
当控制量为无功功率Q时，也适用于本发明控制方法。
权利要求
1.一种电力系统自动电压控制方法，其特征是采用以下的技术步骤(1)、确定控制区域的分界参数值所述参数值包括电压的合格值上限、理想值上限、理想值下限、合格值下限；其中合格值上限和合格值下限的数值按《电力系统电压和无功电力技术导则》的规定确定；理想值上限和理想值下限的数值由系统运行要求确定；以合格值上限与理想值上限之间的中间值作为上中线值；以理想值下限与合格值下限之间的中间值为下中线值；(2)、以确定的上述6组随时间变化的参数值为界，将被监测电压的控制区域划分为I、II、III、IV、V、VI、VII七个区；(3)、根据以被监测电压的量值、对应时段所处的区位及其在单位时间间隔内电压的上升、不变或下降3种变化趋势，对无功设备组的投切方式进行选择控制；(4)、对无功设备组的投切方式进行选择控制采用表(1)或表(2)的自动电压控制的动作规则。表1 表全文摘要
本发明涉及的电力系统自动电压控制方法，是将母线电压U分为7个控制区域，在每个控制区域中，结合考虑实测的母线电压的上升、不变和下降3种变化趋势，对无功设备的工作方式进行自动控制，即电容器组的投切、有载调压开关的调整，从而实现对母线电压的精确控制。采用所述方法的结果是能在电容器投切次数、有载调压开关调整次数较少的情况下，获得较理想的无功潮流和较好的电压合格率；或能够在电容器(电抗器)组投切次数较少的前提下达到较高的电压合格率。
文档编号H02J3/16GK1445901SQ03117719
公开日2003年10月1日 申请日期2003年4月18日 优先权日2003年4月18日
发明者邹景行, 许道林, 刘绍亭, 龙小平 申请人:重庆市电力公司