一种自动电压控制系统电压灵敏度的计算方法与流程

本发明涉及发电厂自动电压控制(AVC)技术领域，尤其涉及一种自动电压控制系统电压灵敏度的计算方法。

背景技术：

自动电压控制系统在接收到调度主站下发的电压指令后，需要将电压目标和电压当前值的差值转换为无功的差值，这就涉及到本专利所关注的电压灵敏度，即每单位电压变化量所对应的无功变化量。

目前大部分厂家的类似产品对电压灵敏度的计算都不够重视，大多都采用传统的一段时间内监测到的无功变化量除以电压变化量来计算。但是电压灵敏度是根据母线的实时状态动态变化的，采用传统的一段时间内监测到的无功变化量除以电压变化量来计算的电压灵敏度表示的是过去一段时间内的数值，并不能准确的表示未来一段时间内的实际数值，所以把它用在即将进行的未来的实际调控中必然会影响调控的速度和精度。

此外，采集到的用来计算电压灵敏度的实时电压和无功数值，偶尔会因为多种原因和电网实际值相差很大，将这些有问题的数据进行电压灵敏度的计算务必会造成误差。再好的计算方法也不能保证计算的电压灵敏度完全没有问题，所以考虑到电网以及发电机组的安全性，计算的初始结果必须进行相关校验。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自动电压控制系统电压灵敏度的计算方法。

本发明提出的一种自动电压控制系统电压灵敏度的计算方法，包括以下步骤：

S1、预设多个检查对象；

S2、实时获取母线的电压和无功，并根据检查对象对母线电压和母线无功进行检查，筛选有效的母线电压和母线无功；

S3、统计预设时间段内的有效的母线电压和母线无功，并根据统计结果计算当前电压灵敏度；

S4、将当前电压灵敏度与预设的电压灵敏度上下限校验，根据校验结果获得当前电压灵敏度有效值，并将当前电压灵敏度有效值作为最新电压灵敏度进行保存；

S5、根据最新统计并保存的多组电压灵敏度计算下一次电压灵敏度预测值。

优选地，步骤S1中，多个检查对象包括有效性检查、波动性检查、双量测偏差检查、双母线偏差检查和闭锁限检查中的一项或多项；

有效性检查即将当前值和设置的数据有效范围进行比较，若越过有效范围则不合格；波动性检查即将当前值和上一次历史值进行比较，若差值越过设置的波动阀值则不合格；双量测偏差检查即将同一数据的两个量测点的数据进行比较，若差值大于设置的偏差阀值则不合格；双母线偏差检查即将双母线结构中的主母和副母的同一数据进行比较，若差值大于设置的偏差阀值则不合格；闭锁限检查即将当前值和设置的数据闭锁范围进行比较，若越过闭锁范围则不合格。

优选地，步骤S3具体包括以下分步骤：

S31、统计预设时间段内的有效的母线电压和母线无功；

S32、计算统计数据中最高点电压和最低点电压的电压差值，并计算统计数据中最高点电压对应的最高点无功和最低点电压对应的最低点无功的无功差值；

S33、根据无功差值和电压差值计算当前电压灵敏度。

优选地，步骤S33中，当前电压灵敏度＝无功差值/电压差值。

优选地，步骤S4中，当前电压灵敏度位于电压灵敏度上下限之间，则当前电压灵敏度有效值等于当前电压灵敏度；当前电压灵敏度超出电压灵敏度上下限，则将电压灵敏度上限或者下限作为当前电压灵敏度有效值。

优选地，步骤S5具体为：根据最新统计并保存的多组电压灵敏度计算下一次电压灵敏度预测值，根据电压灵敏度上下限对电压灵敏度预测值进行校验；当电压灵敏度预测值位于电压灵敏度上下限之间，则对电压灵敏度预测值进行保存；当电压灵敏度预测值超出电压灵敏度上下限，则根据电压灵敏度上限或者下限对电压灵敏度预测值进行更新后保存。

优选地，步骤S5中，通过加权平均法根据最新统计并保存的多组电压灵敏度计算下一次电压灵敏度预测值。

本发明中，对计算时使用的母线实时电压和实时无功进行了相关检查，采集到的数据即母线的电压和无功经过检查后均合格才可以进入后续步骤，不然直接丢弃。如此，通过设置多个检查项对采集到的数据进行筛选，计算时所利用的数据进行了严格的检查，有利于保证数据采集的质量，有效的防止了坏数据对计算结果的影响，提高的电压灵敏度当前值的计算精度。

本发明中，对采用通过检查的数据计算得到电压灵敏度初始结果，再进行电压灵敏度上下限值的校验，将电压灵敏度当前值限制在电压灵敏度上限范围内，确定了使用系数的安全性。同理，对于电压灵敏度预测值的限值也进一步确定了使用系数的安全性。

本发明中，在计算电压灵敏度预测值时采用了类似加权平均的算法，是通过历史统计的电压灵敏度和数值的变化趋势，计算出最符合下次调控时的实际电压灵敏度，使得计算出的电压灵敏度预测值更符合电网在未来短时间内的变化趋势，将有效的提高自动电压控制系统实际调控时的速度和精度，同时也提高了调控的合格率。

附图说明

图1为本发明提出的一种自动电压控制系统电压灵敏度的计算方法流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种自动电压控制系统电压灵敏度的计算方法，包括以下步骤。

S1、预设多个检查对象。多个检查对象包括有效性检查、波动性检查、双量测偏差检查、双母线偏差检查和闭锁限检查中的一项或多项。

本实施方式中，有效性检查即将当前值和设置的数据有效范围进行比较，若越过有效范围则不合格。波动性检查即将当前值和上一次历史值进行比较，若差值越过设置的波动阀值则不合格。双量测偏差检查即将同一数据的两个量测点的数据进行比较，若差值大于设置的偏差阀值则不合格。双母线偏差检查即将双母线结构中的主母和副母的同一数据进行比较，若差值大于设置的偏差阀值则不合格。闭锁限检查即将当前值和设置的数据闭锁范围进行比较，若越过闭锁范围则不合格。

S2、实时获取母线的电压和无功，并根据检查对象对母线电压和母线无功进行检查，筛选有效的母线电压和母线无功。

本步骤中，采集到的数据即母线的电压和无功经过效性检查、波动性检查、双量测偏差检查、双母线偏差检查和闭锁限检查后均合格才可以进入后续步骤，不然直接丢弃。

本实施方式中，通过设置多个检查项对采集到的数据进行筛选，有利于保证数据采集的质量，避免由于个别无效数据流入后续步骤导致的计算风险。

S31、统计预设时间段内的有效的母线电压和母线无功。

S32、计算统计数据中最高点电压和最低点电压的电压差值，并计算统计数据中最高点电压对应的最高点无功和最低点电压对应的最低点无功的无功差值。

本步骤中，每获取母线电压和母线无功的数据后，经过数据检查合格的数据继续进行数据的统计，统计的方法是将当前值和上一次统计的历史值进行比较，找出与预设时间段长度对应的一段时间内电压的最高点和最低点以及最高点电压对应的最高点无功和最低点电压对应的最低点无功，然后根据最高点电压和最低点电压计算电压差值，根据最高点无功和最低点无功计算无功差值。

S33、根据无功差值和电压差值计算当前电压灵敏度，当前电压灵敏度＝无功差值/电压差值。电压灵敏度体现了每单位电压变化量所对应的无功变化量。

本实施方式中，统计预设时间段内的有效的母线电压和母线无功，并根据统计结果计算当前电压灵敏度。时间段的设置，为统计数据提供了更多的可选对象，有利于提高统计数据的代表性，从而提高了电压灵敏度计算的可靠性。

S4、将当前电压灵敏度与预设的电压灵敏度上下限校验，根据校验结果获得当前电压灵敏度有效值，并将当前电压灵敏度有效值作为最新电压灵敏度进行保存。

具体地，当前电压灵敏度位于电压灵敏度上下限之间，则当前电压灵敏度有效值等于当前电压灵敏度；当前电压灵敏度超出电压灵敏度上下限，则将电压灵敏度上限或者下限作为当前电压灵敏度有效值。具体地，当当前电压灵敏度超出电压灵敏度上限，则将电压灵敏度上限作为当前电压灵敏度有效值；当当前电压灵敏度超出电压灵敏度下限，则将下限作为当前电压灵敏度有效值。

本实施方式中，通过对当前电压灵敏度有效值的赋值，将当前电压灵敏度限值在电压灵敏度上下限的范围内，保证了计算结果的安全性。

S5、根据最新统计并保存的多组电压灵敏度计算下一次电压灵敏度预测值，根据电压灵敏度上下限对电压灵敏度预测值进行校验。

本步骤中，通过加权平均法根据最新统计并保存的多组电压灵敏度计算下一次电压灵敏度预测值。具体地，加权平均法为根据多组电压灵敏度所获取的时间不同，分别给以不同的权数加以平均的方法。假设有n组电压灵敏度样本X1...Xn，分别设置权数为F1...Fn,则电压灵敏度预测值的公式可以简化为：

本步骤中，根据电压灵敏度上下限对电压灵敏度预测值进行校验的方法为：当电压灵敏度预测值位于电压灵敏度上下限之间，则对电压灵敏度预测值进行保存；当电压灵敏度预测值超出电压灵敏度上下限，则根据电压灵敏度上限或者下限对电压灵敏度预测值进行更新后保存。具体地，当电压灵敏度预测值超出电压灵敏度上限，则将电压灵敏度上限作为电压灵敏度预测值进行更新后保存；当电压灵敏度预测值超出电压灵敏度下限，则将电压灵敏度下限作为电压灵敏度预测值进行更新后保存。

本实施方式中，通过类似加权平均的方法计算出下一次电压灵敏度的预测值。该方法是根据历史的电压灵敏度数值以及其变化趋势，计算出最符合下次调控时的实际电压灵敏度，其中越近计算的电压灵敏度历史值所占的权重越大，即对电压灵敏度预测值的影响越大。计算出的预测值也必须与设置的电压灵敏度上下限校验，将其限值在上下限的范围内，保证了计算结果的安全性，该预测值将作为下次调控时实际使用的电压灵敏度系数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。