专利名称：一种采用复合协调关口的省地协调电压控制方法
技术领域：
本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，特别涉及省地协调电压控制中采用复合协调关口的协调控制方法。
背景技术：
自动电压控制(以下简称AVC，Automatic Voltage Control)系统是实现电网安全(提高电压稳定裕度)、经济(降低网络损耗)、优质(提高电压合格率)运行的重要手段，其基本原理是通过协调控制发电机无功出力、变压器分接头和无功补偿设备，实现电网内无功电压的合理分布。AVC系统的主站部分是在电力系统控制中心基于软件实现的，这要求其必须与电力系统本身的调度管理体制保持一致。中国互联电网规模十分庞大，其运行由分层分区的多级调度机构来负责管理，大区电网调度控制中心、省(市)级电网调度控制中心(以下简称省调)和地区电网调度控制中心(以下简称地调)是其中比较有代表性的三个调度级别。通常情况下，大区电网控制中心负责管理跨省的500kV联络输电网，省(市)级电网控制中心负责管理省内500/220kV输电网，地区电网控制中心负责管理地区内110/10kV配电网。大区、省(市)、地三级电网在物理上互联一体，但是调度管理上分层分区，这给全局电网的无功优化控制带来了极大困难。针对各级电网的独立控制方法，相互之间缺乏有效协调。事实上，由于各级电网之间互相影响，传统的独立控制方法存在很大局限性。随着自动电压控制系统在各级电网中的普遍推广，由于各自动电压控制系统的控制目标不一致、控制信息不共享、控制操作不同步，从而引发控制系统之间的冲突和过调等问题，最终导致控制频繁动作，并显著降低了控制品质。因此，大区电网、省级电网、地区电网之间的协调电压控制势在必行。在大区电网控制中心和省级电网控制中心的协调(下简称网省协调)控制方面， 本申请人曾经提出过专利授权号为ZL200710065588.9，名称为“一种大区电网与省级电网的协调电压控制方法”的相关方法，其核心思想是利用上下级的联合最优潮流计算实现网省电压控制。在省(市)级电网和地区电网之间的协调(下简称省地协调)电压控制方面，，邹根华，郭玉金，姚诸香等在《大电网省地协调自动电压控制(AVC)的研究》(华中电力，2008 年，第21卷第3期，9-11页)和《省地协调自动电压控制(AVC)实现方法的研究》(中国电力，2008年，第41卷第12期，6-9页)进行了研究，其核心思想是地区电网AVC系统上传无功上调能力和无功下调能力，在此基础上，省级电网AVC系统下发关口功率因数目标，要求地区电网追随。这种方法本质上以省级电网的利益为出发点，体现的是地区电网对省级电网的支持，但没有体现也无法实现省级电网对地区电网的支持作用。事实上，由于电网之间的紧密耦合，省级电网对地区电网的影响非常显著，省级电网的自动电压控制主要影响 220kV母线电压，而220kV母线作为地区电网的根节点，将直接影响地区辐射电网的整体电压水平，如果省级电网将220kV电压向不合理的方向调节，可能导致整个地区辐射电网数十个低电压等级变电站控制设备的大面积动作。但在上述传统省地协调模式下，一方面地区电网只能被动的接收省级电网下发的控制目标，无法针对省级电网不合理的控制行为进行反馈；另一方面，省级电网由于不掌握地区电网内部的具体信息，也无从判定本身的控制行为是否对地区电网产生了负面影响，最终导致上下级电网之间出现不合理的无功流动和控制动作。这种传统的省地协调模式是一种“单向被动”的协调模式。为了解决上述问题，本申请人曾经提出受理号为200910091358. 9，名称为“基于双向协调约束的省级与地区电网协调电压控制方法”的相关方法，该方法的主要内容包括选择省级电网与地区各电网分界处变电站的变压器高压侧无功作为省级电网对地区电网的协调变量，选择当前周期省级电网与地区电网分界处各变电站的高压侧母线电压幅值作为地区电网对省级电网的协调变量；省级电网侧建立并求解省级电网最优潮流模型，得到省级电网内各节点的状态量、分界处变电站的变压器高压侧无功协调约束上限和下限各地区电网控制中心将原有分界处变电站的变压器高压侧无功相关的约束条件替换地区电网上一个控制周期的协调约束条件，对本地区进行无功电压控制。这种方法实现了省级与地区电网电压控制的双向互动，可以解决传统省地协调中的问题。迄今为止，在已有的省地协调控制中，确定协调关口的是协调控制的基础。协调关口是指省地协调控制的协调变量(即协调对象)所在的位置，一般选择省(市)级电网调度控制中心(以下简称省调)和地区电网调度控制中心(以下简称地调)的对电网的调度管辖分界处的电气设备。在已有的省地协调控制方法中，协调关口均选择在“省、地调管辖电网分界处变电站的变压器高压侧”，地调侧给出关口母线的约束，省调侧给出关口无功约束，从而实现“双向协调”。这种方式适应了目前国内多数省调和地调调度管辖范围的划分情况，能够满足多数省地协调控制的要求。但是在部分国内省(市)电网中，省(市)调与地调的调度管辖分界处在220kV变电站的变压器中压侧所连接的线路首端位置，并不是在变压器侧的高压侧。在实际的系统中，这种调度管辖的范围划分又可以细分为二种情况主变中压侧所连接的所有线路均归属同一地调管辖的情况；主变中压侧所连接的线路归属不同地调管辖的情况。第二种情况中，省调的自动电压控制系统对同一个变电站内的设备，需要与多个不同的地调系统进行协调控制，其协调控制方法更加复杂。对这种调度管辖范围划分方式，目前已有省地协调关口建立方法是对每个分界处的线路建立一个协调关口，这种方法在实际使用中存在很多的困难。一方面省调的自动电压控制系统中需要建立大量的协调关口，难于维护；另一方面，由于地调管辖线路不属于省调调度管辖，因此当主变中压侧所连接的线路由于电网建设导致增加或减少时，省调往往不能及时获知，省调侧的自动电压控制系统中不能及时更新，从而导致协调控制失败。从已公开的文献来看，还没有一个系统的方法能够解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一种采用复合协调关口的省地协调电压控制方法，本方法基于省级电网控制中心(以下简称省调)和地区电网控制中心 (以下简称地调)的双向协调控制，能够适应各种省调和地调调度管辖划分方式，大幅减轻省调的自动电压控制系统的中的人工维护量，实现自动、可靠的协调控制。
本发明提出的一种采用复合协调关口的省地协调电压控制，其特征在于，该方法包括1)复合协调关口的建立，具体步骤如下11)若省调和地调的调度管辖分界处为变压器高压侧，则在省调的自动电压控制系统以及该地调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器高压侧分别建立一个复合协调关口 12)若省调和地调的调度管辖分界处为变压器中压侧所连接线路首端，且所有变压器中压侧所连线路均属于同一个地调管辖，在省调的自动电压控制系统和该地调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器中压侧，分别建立一个复合协调关口 ；在地调的自动电压控制系统中，该复合协调关口包括变压器中压侧所连全部线路；13)若省调和地调的调度管辖分界处为变压器中压侧所连接线路首端，且变压器中压侧所连线路属于多个不同地调管辖，在省调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器中压侧建立多个复合协调关口，每个复合协调关口与一个地调对应；在地调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器中压侧建立一个复合协调关口，该复合协调关口包括变压器中压侧所连全部线路中仅属于该地调调度管辖的线路；2)基于复合协调关口的协调控制，具体步骤如下21)当控制周期到来时，地调的自动电压控制系统实时计算每个复合协调关口的总有功Pei、总无功Qci
权利要求
1. 一种采用复合协调关口的省地协调电压控制方法，其特征在于，该方法包括1)复合协调关口的建立，具体步骤如下11)若省调和地调的调度管辖分界处为变压器高压侧，则在省调的自动电压控制系统以及该地调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器高压侧分别建立一个复合协调关π ；12)若省调和地调的调度管辖分界处为变压器中压侧所连接线路首端，且所有变压器中压侧所连线路均属于同一个地调管辖，在省调的自动电压控制系统和该地调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器中压侧，分别建立一个复合协调关口 ；在地调的自动电压控制系统中，该复合协调关口包括变压器中压侧所连全部线路；13)若省调和地调的调度管辖分界处为变压器中压侧所连接线路首端，且变压器中压侧所连线路属于多个不同地调管辖，在省调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器中压侧建立多个复合协调关口，每个复合协调关口与一个地调对应；在地调的自动电压控制系统中，对应于每个变压器中压侧建立一个复合协调关口，该复合协调关口包括变压器中压侧所连全部线路中仅属于该地调调度管辖的线路；2)基于复合协调关口的协调控制，具体步骤如下21)当控制周期到来时，地调的自动电压控制系统实时计算每个复合协调关口的总有功Pei、总无功Qci
全文摘要
本发明涉及省地协调电压控制中采用复合协调关口的协调控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域；该方法包括在省调、地调建立相对应的复合协调关口后，实时计算并上送复合协调关口的总有功、无功，总无功上下限。省调将地调上送的每个复合协调关口的总有功、总无功作为等值发电机的当前的潮流量测，将地调上送的每个复合协调关口的总无功上限、总无功下限作为等值发电机无功的可调范围，进行统一的全局无功电压优化计算后，给出每个复合协调关口对应的等值发电机的无功调节目标值作为复合协调关口的协调控制目标；将复合协调关口的无功协调约束上、下限作为该复合协调关口内全部设备对象总无功的约束条件，从而实现省地协调电压控制。
文档编号H02J3/16GK102280882SQ20111023865
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者刘维春, 孙宏斌, 汤磊, 王彬, 王海林, 王鹏, 郭庆来, 鄂志君, 魏珍, 龚成虎 申请人:天津市电力公司, 清华大学