快速投切电容电抗器的控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种快速投切电容电抗器的控制方法及系统，该方法包括如下步骤：判断各主变压器是否发生低压事件，统计预设时值内发生低压事件的主变压器的台数；根据主变压器的优先级、电容电抗器的优先级以及所述发生低压事件的主变压器的台数分批次投切预设组数的电容电抗器。本发明通过为主变压器、电容电抗器设置优先级，在检测到系统内低压事件发生时，协同动作，按优先级次序快速投切电容电抗器，实现快速响应，有效地提升了系统电压稳定水平，加强了受端电网动态无功支撑能力，提高了电网的安全稳定运行水平。
【专利说明】快速投切电容电抗器的控制方法及系统 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及电力系统，特别涉及一种快速投切电容电抗器的控制方法及系统。 【【背景技术】】
[0002] 随着我国"西电东送、南北互济、大区联网"电力建设方针的实施，电压不稳定的问 题已成为受端大负荷中心系统普遍存在的潜在威胁。同时，受端系统内部受经济效益、场 地、环保等因素的限制，主力电厂建设不足，受端系统对外来电力的依赖程度不断提高，不 利于电压稳定的负荷比例越来越大，而本地缺乏足够的动态电压支撑和动态无功储备，导 致由电压不稳定或电压崩溃引起的局部损失负荷或大面积停电事故。在受端电网中，利用 具有快速响应特点的STATCOM(StaticSynchronousCompensator,静止同步补偿器）可以 很好的让受端电网电能质量得到改善。在系统面临电压失稳风险时，STATC0M等动态无功补 偿装置响应速度快，可快速投入，提高系统稳定水平。但若使用STATC0M等无功补偿设备， 需要增加较大的设备投资，而且建设周期较长，对变电站占地面积也有相当高的要求。
[0003] 在实际系统中，各电压等级的变电站均配置有大量用于无功补偿的电容电抗器设 备。运行经验表明，即使在重负荷情况下，各变电站也有较多的电容器未投入，在一定程度 上造成了设备的浪费。目前采用的AVC(AutomaticVoltageControl,自动电压控制）和 VQC(VoltageQualityControl,电压无功控制）虽然可以对电容电抗器的投切进行控制， 但其动作时延较长，一般为30秒左右，不适宜用于快速的电容电抗器投切。 【
【发明内容】
】
[0004] 基于此，本发明提供一种快速投切电容电抗器的控制方法及系统，通过快速投切 电容电抗器，增强电压支撑能力。
[0005] 本发明实施例的内容如下：
[0006] -种快速投切电容电抗器的控制方法，包括如下步骤：
[0007] 判断变电站各主变压器是否发生低压事件，统计在预设时值内发生低压事件的主 变压器的台数；
[0008] 根据主变压器的优先级、电容电抗器的优先级以及所述发生低压事件的主变压器 的台数分批次投切预设组数的电容电抗器。
[0009] 相应的，本发明提供一种快速投切电容电抗器的控制系统，包括：
[0010] 低压统计模块，用于判断变电站各主变压器是否发生低压事件，并统计预设时值 内发生低压事件的主变压器的台数；
[0011] 投切模块，用于根据主变压器的优先级、电容电抗器的优先级以及所述发生低压 事件的主变压器的台数分批次投切预设组数的电容电抗器。
[0012] 本发明为变电站的主变压器、电容电抗器设置优先级，在检测到系统内低压事件 发生时，协同动作，按优先级次序快速投切电容电抗器，实现快速响应，有效地提升系统电 压稳定水平，加强受端电网动态无功支撑能力，提高了电网的安全稳定运行水平。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0013] 图1为本发明实施例中一种快速投切电容电抗器的控制方法的流程示意图；
[0014] 图2为本发明实施例中电容电抗器以及主变压器的优先级示意图；
[0015] 图3为本发明实施例中一种判断主变压器是否发生低压事件的方法的流程示意 图；
[0016] 图4为本发明实施例中在预设时值内只有一台主变压器发生低压事件时电容电 抗器的投切过程示意图；
[0017] 图5为本发明实施例中过压调整方法的流程示意图；
[0018] 图6为本发明实施例中一种判断主变压器是否发生过压事件的方法的流程示意 图；
[0019] 图7为本发明实施例中在第四预设时值内只有一台主变压器发生过压事件时电 容器的切除过程示意图；
[0020] 图8为本发明实施例中一种快速投切电容电抗器的控制系统的结构示意图；
[0021] 图9为本发明实施例中低压统计模块的结构示意图。 【【具体实施方式】】
[0022] 下面结合附图对本发明的内容作进一步说明。需要说明的是，下面描述中提到的 主变压器的电压均指主变压器高压侧的电压。
[0023] 如图1所示，一种快速投切电容电抗器的控制方法，包括如下步骤：
[0024] SlO判断各主变压器是否发生低压事件，统计预设时值内发生低压事件的主变压 器的台数；
[0025] S20根据主变压器的优先级、电容电抗器的优先级以及所述发生低压事件的主变 压器的台数分批次投切预设组数的电容电抗器。
[0026] 变电站一般有1至4台主变压器，每台主变压器下属多组电容电抗器，电容电抗器 包括电容器和电抗器，对其进行投切操作，可以调整主变压器的电压。为提高电压稳定性， 加强系统动态无功支撑，本实施例提供的快速投切电容电抗器的控制方法实时监控变电站 主变压器的高压侧电压，判断各个主变压器是否发生低压事件，并统计在预设时值内（例 如20毫秒内）发生低压事件的主变压器的台数，这样有利于多台主变压器的协同控制。然 后，如图2所示，根据主变压器的优先级、电容电抗器的优先级以及发生低压事件的主变压 器的台数分批次投切预设组数的电容电抗器，即多轮投切操作后，所投切的电容电抗器的 总组数是按照系统需求预先设置的。
[0027] 在投切预设组数的电容电抗器后，系统电压开始回升，实现受端电网的动态无功 支撑。
[0028] 在一种【具体实施方式】中，可通过如下方法判断各主变压器是否发生低压事件。
[0029] 如图3所示，判断主变压器是否发生低压事件的过程包括如下步骤：
[0030] Sll检测主变压器高压侧各相电压的电压变化率以及主变压器正序电压的有效 值；
[0031] S12根据所述电压变化率进行故障判断；
[0032] S13根据故障判断的结果以及主变压器正序电压的有效值判断主变压器是否发生 低压事件。
[0033] 下面描述的步骤都是针对于单个主变压器进行的。具体的，在测量点检测主变压 器高压侧各相电压的电压变化率，根据电压变化率是否出现异常进行故障判断，判断系统 有无故障发生，然后根据系统有无故障发生，利用主变压器正序电压的有效值判断主变压 器是否发生低压事件。
[0034] 本实施例中介绍一种故障识别逻辑，参照如下判别式：
【权利要求】
1. 一种快速投切电容电抗器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 判断变电站各主变压器是否发生低压事件，统计在预设时值内发生低压事件的主变压 器的台数； 根据主变压器的优先级、电容电抗器的优先级以及所述发生低压事件的主变压器的台 数分批次投切预设组数的电容电抗器。
2. 根据权利要求1所述的快速投切电容电抗器的控制方法，其特征在于，所述判断各 主变压器是否发生低压事件的过程包括如下步骤： 检测主变压器高压侧各相电压的电压变化率以及主变压器正序电压的有效值； 根据所述电压变化率进行故障判断； 根据故障判断的结果以及所述主变压器正序电压的有效值判断主变压器是否发生低 压事件。
3. 根据权利要求2所述的快速投切电容电抗器的控制方法，其特征在于，根据所述电 压变化率进行故障判断的过程包括如下步骤： 若主变压器高压侧任意一相电压的电压变化率在预设持续时间内均大于或等于故障 判别阈值，且主变压器正序电压的有效值小于或等于低压启动返回阈值，则判定所述故障 判断的结果为有故障；反之，则判定所述故障判断的结果为无故障。
4. 根据权利要求2或3所述的快速投切电容电抗器的控制方法，其特征在于，还包括如 下步骤： 所述低压事件包括故障低压和非故障低压；若所述故障判断的结果为有故障，而且在 第二预设时值内主变压器正序电压的有效值大于或等于系统额定电压的百分之十五，且小 于或等于系统故障低压阈值，则判定发生低压事件，且该低压事件为故障低压；若所述故障 判断的结果为无故障，而且在第三预设时值内主变压器正序电压的有效值大于或等于系统 额定电压的百分之十五，且小于或等于系统非故障低压阈值，则判定发生低压事件，且该低 压事件为非故障低压。
5. 根据权利要求1或2或3所述的快速投切电容电抗器的控制方法，其特征在于，在分 批次投切预设组数的电容电抗器后，还包括如下步骤： 判断变电站各主变压器是否发生过压事件，统计在第四预设时值内发生过压事件的主 变压器的台数； 根据主变压器的优先级、电容器的优先级以及所述发生过压事件的主变压器的台数分 批次切除第二预设组数的在发生低压事件后投切预设组数的电容电抗器中的电容器。
6. 根据权利要求5所述的快速投切电容电抗器的控制方法，其特征在于，所述判断各 主变压器是否发生过压事件的过程包括如下步骤： 检测主变压器正序电压的有效值； 若在第二预设持续时间内主变压器正序电压的有效值均大于或等于过压阈值，则判定 主变压器发生过压事件。
7. 根据权利要求2或3所述的快速投切电容电抗器的控制方法，其特征在于，在分批次 投切预设组数的电容电抗器后，若电压回升时主变压器高压侧任意一相电压的电压变化率 大于躲系统振荡的电压回升阈值，则直接判定主变压器未发生低压事件。
8. -种快速投切电容电抗器的控制系统，其特征在于，包括： 低压统计模块，用于判断变电站各主变压器是否发生低压事件，并统计在预设时值内 发生低压事件的主变压器的台数； 投切模块，用于根据主变压器的优先级、电容电抗器的优先级以及所述发生低压事件 的主变压器的台数分批次投切预设组数的电容电抗器。
9. 根据权利要求8所述的快速投切电容电抗器的控制系统，其特征在于，所述低压统 计模块包括： 检测模块，用于检测主变压器高压侧各相电压的电压变化率以及主变压器正序电压的 有效值； 故障判断模块，用于根据所述电压变化率进行故障判断； 低压判断模块，用于根据故障判断的结果以及所述主变压器正序电压的有效值判断主 变压器是否发生低压事件。
10. 根据权利要求8所述的快速投切电容电抗器的控制系统，其特征在于，还包括： 过压统计模块，用于判断变电站各主变压器是否发生过压事件，并统计在第四预设时 值内发生过压事件的主变压器的台数； 过压切除模块，用于根据主变压器的优先级、电容器的优先级以及所述发生过压事件 的主变压器的台数分批次切除第二预设组数的在发生低压事件后投切预设组数的电容电 抗器中的电容器。
【文档编号】H02J3/18GK104333011SQ201410610038
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】叶萌, 王珂, 王斐, 苏寅生, 李智欢, 蔡莹, 劳志烜, 王良, 任祖怡, 夏尚学 申请人:广州供电局有限公司, 南京南瑞继保电气有限公司