专利名称：多级自动电压无功控制系统avc协调控制方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种多级自动电压无功控制系统AVC协调控制方法。
背景技术：
在保证电网安全稳定运行的基础上，为提高电网运行经济效益，减少有功网损和投资，各种无功优化算法和电压无功自动控制装置得到了极大发展，发挥了很好的作用。目前的研究主要基于最优潮流等全局优化算法或分区的协调优化算法，理论上均可取得较好的控制效果，但在工程应用上还存在难以适应联网规模扩大后计算规模的爆炸式增长，复杂网络下难以寻得全局最优解等问题。目前的AVC系统基本为两级控制、三级控制两种模式，其中三级控制又可以分为硬分区和软分区两类，我国电网应用较为普遍的是基于软分区的三级控制模式。两级电压控制模式的主要特点是:电网的调度控制中心依据电网运行情况，制定统一的电压无功控制决策，控制指令直接下发到各控制设备，如电厂、变电站等，各控制设备按照控制指令进行电压无功调节，进而完成整个电网的电压无功调控。这种模式其实质就是在线最优潮流0PF，结构简单，易于实施，但也存在收敛性以来状态估计结果、计算时间较长难以满足实时控制要求等问题。考虑到电压无功控制具有一定的就地性和可解耦性，法国电力公司(EDF)最早提出三级电压控制模式:整个控制系统由一级电压控制、二级电压控制、三级电压控制组成，通过电压无功解耦将电网分为若干二级控制区，各控制区选择I个或多个中枢母线和多台控制发电机，在各二级控制区进行分布式无功电压优化，大大提高了最优潮流的计算速度。但是仍存在分区困难、子系统合并为大系统后收敛性困难等问题。电网处于飞速发展阶段，网架结构变化频繁，EDF的硬分区模式难以适应我国电网实际情况，基于软分区的三级电压控制模式应运而生，并在江苏电网得到了实际应用。随即在无功电压分区算法方面展开了大量研究，诸如模糊聚类、Tabu搜索、免疫-中心点聚类、映射分区、遗传算法等等，从理论上均能取得较好的控制效果。该模式存在的问题在于面对海量数据时分区算法的有效性和快速性、以及分区无功优化的结果与整体无功优化结果的能效比对等。随着特高压电网的逐步建设，特高压变电站逐步深入部分省级电网，并将实现大区电网的特高压交直流混联，整个电网覆盖面积广，运行方式复杂。基于电网分区的电压无功自动控制手段将面临各特高压分区间电压无功耦合性较强难以实现有效分区的问题，同时随着互联电网规模的急剧扩大，AVC系统数据处理量激增，对OPF程序的收敛性、快速性等方面均提出了更高要求。基于电网分区的电压无功控制方法将在智能分区技术的支撑下，将特高压电网分为一定数量的二次电压控制区域，并将这些特高压电网并入该二次电压控制区域内原有的500kV电网AVC系统统一进行控制，不但面临全部500kV电网已有AVC系统改造升级问题，同时若形成的新的二级电压控制区包括原有的多个500kV电网AVC系统，则实现多个同级AVC系统的协同也将是面临的技术和管理难题。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种多级自动电压无功控制系统AVC协调控制方法，即承担联网和大范围输电任务的特高压电网建设一级AVC系统，执行特高压电压等级电网的AVC控制任务，通过合理的分层控制与已有500kV电网AVC系统实现协同控制。为实现上述目的，本发明提供一种多级自动电压无功控制系统AVC协调控制方法，多级自动电压无功控制系统AVC协调控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:(1).设定各特高压变电站变压器分接头档位；(2).计算得到各特高压母线的最佳电压运行值和相邻特高压母线间的最佳电压
差值;(3).通过控制各特高压变电站站内无功补偿装置和电网发电机动态无功实现经济压差算法下的无功实时就地平衡；⑷.特闻压AVC系统实时向省调AVC系统传递相关省级电网发电机Ghv的机端电压、无功功率调用情况和动态无功储备情况；省调AVC进行电网电压无功控制时，仍按已有策略执行，并对Ghv机组的处理上需进行调整。本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤I中，特高压变压器为无励磁变压器，特高压变压器的分接头位置不能由AVC系统控制调节，应结合大小方式电压调整的便利性和解并列时的过电压控制要求来综合考虑。本发明提供的第二优选技术方案中，在所述步骤2中，根据式I计算各特高压母线的最佳运行电压值:
权利要求
1.一种多级自动电压无功控制系统AVC协调控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1).设定各特高压变电站变压器分接头档位； (2).计算得到各特高压母线的最佳电压运行值和相邻特高压母线间的最佳电压差值； (3).通过控制各特高压变电站站内无功补偿装置和电网发电机动态无功实现经济压差算法下的无功实时就地平衡； ⑷.特高压AVC系统实时向省调AVC系统传递相关省级电网发电机Ghv的机端电压、无功功率调用情况和动态无功储备情况；省调AVC进行电网电压无功控制时，仍按已有策略执行，并对Ghv机组的处理上需进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤I中，特高压变压器为无励磁变压器，特高压变压器的分接头位置不能由AVC系统控制调节，应结合大小方式电压调整的便利性和解并列时的过电压控制要求来综合考虑。
3.根据权利要求1所述的，其特征在于，在所述步骤2中，根据式I计算各特高压母线的最佳运行电压值:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，根据式2至式5实现各特高压站的无功就地平衡；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为实现式(2)的无功就地平衡，需要调节特高压变压器无功补偿投入量Q.，并调节电网发电机组Ghv提供动态无功Qbqm才能实现无功的实时就地平衡。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中，对Ghv机组的处理上需进行的调整包括:省调AVC调用的Ghv机组动态无功由原有的Q降低Q-Ghv,即需要为特高压AVC预留控制手段；和省调AVC实时向特高压AVC提供相关Ghv机组无功调用情况和变压器一侧母线电压变化情况，由特高压AVC计算该侧母线电压变化对特高压层面无功就地平衡的影响，微调Ghv机组实现特高压层面无功实时分层平衡。
7.根据权利要求1-5任一项所述的 方法，其特征在于，电网包括=IOOOkV电网、500kV电网和220kV电网。
全文摘要
本发明提供了一种多级自动电压无功控制系统AVC协调控制方法，针对特高压和500kV大规模互联电网电压无功控制要求和500kV电网AVC系统现状，提出一种多级AVC系统协调控制方案，即承担联网和大范围输电任务的特高压电网建设一级AVC系统，执行特高压电压等级电网的AVC控制任务，通过合理的分层控制与已有500kV电网AVC系统实现协同控制。应用本发明可以实现特高压层面和500kV电网层面的无功实时分层平衡控制，显著降低网损，提高电网运行经济效益；同时可实现特高压电网AVC系统和省级电网AVC系统的有效衔接，尽量减少对已有省级电网AVC系统的升级改造工作，大大节约电网投资。
文档编号H02J3/18GK103094910SQ20121042477
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者唐晓骏, 贾京华, 罗红梅, 程仑, 李再华, 高泽明, 陈会员, 王生彬 申请人:中国电力科学研究院, 河北省电力公司, 国家电网公司