专利名称：基于avc系统的电网关口无功功率控制方法
技术领域：
本发明涉及无功功率控制方法，特别是涉及ー种基于AVC系统的电网关ロ无功功率控制方法。
背景技术：
当前，电压自动控制(AVC)系统已经是解决无功/电压调控的ー种重要技术手段，通过对电网无功分布的重新调整，保证电网运行在ー个更安全、更经济的状态，而在AVC实现过程中，全网无功优化是核心和基础.一般的基于AVC系统实现无功优化的技术，在实际运行中，AVC控制參数的制定是依据相关导则规定和凭借专家经验直接下发，这种尽管一定程度上反应电网的实际运行状 况，然而，随着电网的快速发展，以及专家经验主观性的固有局限，依据历史运行数据和专家经验直接下发的方式，已经落后于电网的发展状况，无法定量衡量受端电网的无功承受能力，并且其整定范围偏差较大，导致对电网间无功协调控制效果差，已经远远不能不适应大电网的发展趋势和负荷水平的快速发展。
发明内容
基于此，有必要针对上述现有技术无法定量衡量受端电网的无功承受能力，并且其整定范围偏差较大，导致对电网间无功协调控制效果差的问题，提供一种基于AVC系统的电网关ロ无功功率控制方法。一种基于AVC系统的电网关ロ无功功率控制方法，包括如下步骤根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关ロ协调功率因数限值；根据所述上游关ロ协调功率因数限值计算下游关ロ的协调功率因数限值；根据所述电网下游关ロ的功率因数限值更新AVC系统的控制參数，并依据所述控制參数调控电网关ロ的无功功率。上述基于AVC系统的电网关ロ无功功率控制方法，通过制定上游关口下送的有功功率与平均协调功率因数限值的关系曲线，以定量衡量了受端电网的无功承受能力，充分考虑了上层主网的安全运行，针对上层主网各个变电站有功负荷水平差异化各个变电站上游关ロ的协调功率因数限值，以便实现无功功率分层分区就地平衡，在兼顾下层子网所具备的无功调控能力和有功负荷水平前提下，计算下游关ロ的协调功率因数限值，根据整定得到的下游关ロ的协调功率因数限值，作为AVC关ロ功率因数控制參数来进行无功调控，促成上级电网与下级电网无功/电压调控的协调控制，解决了电网无功/电压调控可能出现的失配问题，进ー步提高电网的电压质量，降低网络损耗，缓解了上层主网的无功平衡压力，从而保证了主网的安全运行，提高电网的安全稳定经济运行。
图I为ー个实施例的基于AVC系统的电网关ロ无功功率控制方法流程图；图2为ー个实施例的有功功率与平均协调功率因数限值的关系曲线坐标图；图3至图5为实际运行情况(Xl)、本发明方法(X2)、现有的无功调控技术(X3)的潮流对比情况示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的基于AVC系统的电网关ロ无功功率控制方法的具体实施方式
作详细描述。图I示出了了一个实施例的基于AVC系统的电网关ロ无功功率控制方法流程图，主要包括如下步骤步骤SI，根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线。具体地，潮流计算数据包括支路数据，变压器參数，各种运行方式负荷和发电机出力数据。具体地，约束条件包括控制变量约束条件和状态变量约束条件；其中，控制变量约束条件包括发电机无功出力矢量上下限，变压器最大无功补偿矢量上下限，变压器抽头档位矢量上下限；状态变量约束条件包括母线电压幅值矢量上下限，虚拟电源未安排无功出力矢量上下限。在一个实施例中，获取上游关口下送的有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线的步骤具体包括步骤S101，建立上游关ロ的平均协调功率因数限值的第一数学模型；其中，该数学模型用于根据设定的运行方式下的负荷水平，计算满足所述约束条件的上游关ロ的平均协调功率因数限值。具体地，所述第一数学模型包括公式Hiinf(Qu^T1PQic)=Fniin0(I)s. t. h(Q1G, T1K, Qic) = O(2)
权利要求
1.一种基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤 根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线； 实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值； 根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值； 根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC系统的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率。
2.根据权利要求I所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述潮流计算数据包括支路数据，变压器参数，各种运行方式负荷和发电机出力数据； 所述约束条件包括控制变量约束条件和状态变量约束条件；其中，控制变量约束条件包括发电机无功出力矢量上下限，变压器最大无功补偿矢量上下限，变压器抽头档位矢量上下限；状态变量约束条件包括母线电压幅值矢量上下限，虚拟电源未安排无功出力矢量上下限。
3.根据权利要求I所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述获取上游关口下送的有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线的步骤具体包括 建立上游关口的平均协调功率因数限值的第一数学模型；其中，该数学模型用于根据设定的运行方式下的负荷水平，计算满足所述约束条件的上游关口的平均协调功率因数限值； 根据所述第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应上游关口的平均功率因数限值； 根据所述平均功率因数限值拟合出上层主网向下层子网输送的有功功率与对应的上游关口的平均协调功率因数限值之间的关系曲线。
4.根据权利要求3所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述第一数学模型包括公式 式中，Fniiatl为目标函数，Qig, Tik, Q1。为上层主网变电站的控制变量，其中Qie表示发电机的无功出力矢量，Tik表示各变压器抽头档位矢量，Qic为各变压器的无功补偿矢量；V1B和Qiz是状态变量，其中Vib表示上层主网变电站各母线的电压幅值矢量，Qiz为虚拟电源未安排无功出力矢量；下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值。
5.根据权利要求4所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述根据所述第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应电网上游关口的平均功率因数限值的步骤具体包括 根据潮流计算数据和约束条件，计算各个变电站中压侧下送的有功功率，将所述有功功率求和获得上层主网向下层子网输送有功功率的总功率值； 将上层主网中容量最大的一台发电机组设为全网的平衡节点，选取有高压直流落点的变电站作为未安排无功出力站点； 预设所有变压器中压侧功率因数为相同的初始值，并将该初始值设为上游关口的平均协调功率因数限值的初始值； 根据所述平均协调功率因数限值的初始值和各台变压器中压侧有功功率，修改变压器中压侧的无功功率，然后进行潮流计算； 根据所述数学模型中的约束条件，判断所述潮流计算的结果，获取上层主网在不同的运行方式下，所述总功率值对应的平均协调功率因数限值。
6.根据权利要求I所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值的步骤具体包括 分别监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，并计算总有功功率，根据所述关系曲线得到与该总有功功率对应的上游关口的平均协调功率因数限值； 根据所述监测的上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，获取上层主网中变电站中压侧下送的平均有功功率和最大有功功率； 根据所述平均有功功率和最大有功功率对所述各个变电站中压侧下送的有功功率进行线性化处理，获取上层主网中各个变电站对应的上游关口协调功率因数限值； 其中，所述线性化处理的过程包括公式
7.根据权利要求I所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值的步骤具体包括 建立下游关口的平均协调功率因数限值的第二数学模型；其中，该数学模型用于根据设定的运行方式下的负荷水平，计算满足所述约束条件的下游关口的平均协调功率因数限值； 在设定的运行方式下，根据变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率的潮流断面，监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率； 根据所述上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线和上游关口协调功率因数限值，分别获取所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值； 依据所述第二数学模型，计算所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值； 根据所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，以及所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值，计算下游关口的协调功率因数限值。
8.根据权利要求7所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述第二数学模型包括公式
9.根据权利要求I所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC系统的控制参数的步骤具体包括每隔15分钟对AVC系统的关口功率因数的控制参数进行一次更新，将所述下游关口的协调功率因数限值设为AVC系统的控制参数整定值。
10.根据权利要求I所述的基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，其特征在于，所述依据所述控制参数调控电网关口的无功功率的步骤具体包括 实时监测下层子网的变电站变高侧关口功率因数； 若所述变高侧关口功率因数在AVC关口功率因数控制参数整定值范围内，则AVC系统不动作； 若所述变高侧关口功率因数超过AVC关口功率因数控制参数整定值的范围，则AVC系统将发出控制信号，控制变压器进行无功投退，直至所述变高侧关口功率因数满足所述AVC关口 功率因数控制参数整定值范围。
全文摘要
本发明提供一种基于AVC系统的电网关口无功功率控制方法，包括步骤根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；根据上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；根据电网下游关口的功率因数限值更新AVC系统的控制参数，并依据控制参数调控电网关口的无功功率。本发明的技术充分考虑了上层主网的安全运行，兼顾下层子网所具备的无功调控能力和有功负荷水平，解决了上下层电网无功/电压调控可能出现的失配问题，进一步提高电网的电压质量。
文档编号H02J3/18GK102709918SQ201210161199
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者刘希喆, 张勇军, 张锡填, 李力, 杨银国, 温柏坚, 蔡泽祥, 辛拓, 黄明辉 申请人:华南理工大学, 广东省电力调度中心