一种无功设备综合控制方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种无功设备综合控制方法和系统，用于控制电网的无功功率，方法包括步骤：A.采集电网中各节点的电力运行数据，同时选择电网中无功补偿最薄弱的节点和次薄弱的节点，并对两个节点进行预防控制，电力运行数据包括最大无功功率和补偿设备最大补偿量；B.采集电网运行过程中各节点的电压波动，若电压波动偏离预设范围，则将该节点设为故障节点，并对所有故障节点进行矫正控制；C.采集电网运行过程中各故障节点的电压波动，若故障节点的电压波动仍偏离预设范围，则切断该故障节点的部分负载并降低该故障节点的运行电压。与现有技术相比，本发明具有强化薄弱点无功补偿等优点。
【专利说明】一种无功设备综合控制方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统领域的控制系统，尤其是涉及一种无功设备综合控制方法和系统。
【背景技术】
[0002]对于处于大电网受端的区域电网，往往是大电网中负荷密度最高的地区。入网直流近区500kV电网轻负荷时段电压运行水平总体会偏高，无功平衡困难，尤其是春秋季低谷时段区域500kV高电压问题将十分突出，在春节等极端轻负荷时段甚至需要拉停线路等非常规调压手段才能解决无功平衡问题。同时，在特高压交流电网投产初期，轻负荷的特高压交流线路也向区域性的500kV电网输送大量剩余无功，进一步抬升了 500kV的电压水平。
[0003]另一方面，随着区域电网受入区外来电容量的增加以及高铁的建设往往也会给区域电网的无功控制带来更大的挑战，为保障大容量直流闭锁或特高压交流通道故障后的电压稳定，需要保证足够的动态无功储备，这也对区域电网的动态无功配置和控制提出了更高的要求。
[0004]无功补偿是电网电压稳定基本控制手段，无论在是稳态运行或是故障后的动态响应阶段，都需要通过合理的无功控制策略来协调电网内的无功负荷、无功补偿及无功电源。而现有的无功控制方法往往会发生疏漏，在无功补偿薄弱点往往会发生补偿不足的情况，因而薄弱点的故障率较高，而如果对于电网中所有节点都采用SVC或者直流系统进行无功补偿，又无疑大大增加了成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种强化薄弱点无功补偿的无功设备综合控制方法和系统。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种无功设备综合控制方法，该方法用于控制电网的无功功率，所述方法包括步骤:
[0008]A.采集电网中各节点的电力运行数据，同时选择电网中无功补偿最薄弱的节点和次薄弱的节点，并对所述两个节点进行预防控制，所述电力运行数据包括最大无功功率和补偿设备最大补偿量；
[0009]B.采集电网运行过程中各节点的电压波动，若电压波动偏离预设范围，则将该节点设为故障节点，并对所有故障节点进行矫正控制；
[0010]C.采集电网运行过程中各故障节点的电压波动，若故障节点的电压波动仍偏离预设范围，则切断该故障节点的部分负载并降低该故障节点的运行电压。
[0011 ] 所述步骤A具体包括步骤:
[0012]Al.采集电网各节点上一年度的最大无功功率和对应补偿设备最大补偿量，并计算每个节点的薄弱系数为:
[0013]Rn= (Qn-Mn)/Qn
[0014]其中:Rn为节点η的薄弱系数，Qn为节点η的上一年度最大无功功率，Mn为节点η的补偿设备最大补偿量；
[0015]Α2.选择薄弱系数最大的节点为最薄弱节点，薄弱系数第二大的节点为次薄弱节占.
[0016]A3.将最薄弱节点和次薄弱节点的负荷功率均提高为0.98-0.99，机组的功率因数均提高至0.95，同时在所述两个节点处增设调节电源；
[0017]Α4.电网运行过程中，调节电源实时工作并对节点进行无功补偿，进而调节节点电压稳定。
[0018]所述步骤B中矫正控制具体为:调用所有故障节点处的SVC设备出力进行无功补m
\-ΖΧ ο
[0019]所述步骤C中切断故障节点处负载的顺序依次为三级负荷、二级负荷和一级负荷。
[0020]所述步骤C执行后，若故障节点电压波动仍未回归至预设范围，则切断该节点。
[0021]一种无功设备综合控制系统，包括设在电网中各节点处的多个电力数据采集设备，所述系统还包括无功控制设备，所述无功控制设备包括与电网连接的预防控制模块、矫正控制模块和紧急控制模块，所述预防控制模块、校正控制模块和紧急控制模块均与电力数据采集设备连接。
[0022]所述预防控制模块包括两个调节电源，所述两个调节电源分别与无功补偿最薄弱的节点和次薄弱的节点对应连接，所述两个调节电源还分别与设在所连接节点处的电力数据采集设备对应连接。
[0023]所述校正控制模块包括分别与电网中各节点对应连接的多个SVC设备，所述SVC设备与设在所连接节点处的电力数据采集设备连接。
[0024]所述紧急控制模块包括分别与电网中各节点对应连接的多个用于切断该节点的部分负载并降低该节点的运行电压的降压设备，所述降压设备与设在所连接节点处的电力数据采集设备连接。
[0025]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0026]I)由于采用每个节点处均设有一个SVC设备的就地补偿策略，避免了对一个节点进行补偿时对于其他节点的影响。
[0027]2)对于无功补偿的薄弱节点，采用了有针对性的调节电源进行补偿，由于调节电源功率小，因而启动灵活，更加实用无功补偿较频繁并且额度不大的情况使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明方法的主要步骤流程图；
[0029]图2为本发明系统实施例的结构示意图；
[0030]其中:1、数据采集设备，2、调节电源，3、SVC设备，4、降压设备。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0032]实施例一:
[0033]一种无功设备综合控制方法，该方法用于控制电网的无功功率，如图1所示，方法包括步骤:
[0034]A.采集电网中各节点的电力运行数据，同时选择电网中无功补偿最薄弱的节点和次薄弱的节点，并对两个节点进行预防控制，电力运行数据包括最大无功功率和补偿设备最大补偿量，具体包括步骤:
[0035]Al.采集电网各节点上一年度的最大无功功率和对应补偿设备最大补偿量，并计算每个节点的薄弱系数为:
[0036]Rn = (Qn-Mn) /Qn
[0037]其中:Rn为节点η的薄弱系数，Qn为节点η的上一年度最大无功功率，Mn为节点η的补偿设备最大补偿量；
[0038]对于图2中的节点ILl至IL6，分别极端得到薄弱系数为:-0.004，-0.054，-0.024，0.014，-0.074，-0.100。
[0039]Α2.选择薄弱系数最大的节点为最薄弱节点，薄弱系数第二大的节点为次薄弱节点，本实施例中最薄弱节点为IL4，次薄弱节点为ILl ；
[0040]A3.将最薄弱节点和次薄弱节点的负荷功率均提高为0.98-0.99，机组的功率因数均提高至0.95，同时在两个节点处增设调节电源2 ；
[0041 ] 步骤A3结束后形成如图2所示的一种无功设备综合控制系统，包括设在电网中各节点处的多个电力数据采集设备1，系统还包括无功控制设备，无功控制设备包括与电网连接的预防控制模块、矫正控制模块和紧急控制模块，预防控制模块、校正控制模块和紧急控制模块均与电力数据采集设备I连接，本实施例中节点ILl和节点IL4处各设有一个调节电源2。
[0042]预防控制模块包括两个调节电源2，两个调节电源2分别与无功补偿最薄弱的节点和次薄弱的节点对应连接，两个调节电源2还分别与设在所连接节点处的电力数据采集设备I对应连接。
[0043]校正控制模块包括分别与电网中各节点对应连接的多个SVC设备3，SVC设备3与设在所连接节点处的电力数据采集设备I连接。
[0044]紧急控制模块包括分别与电网中各节点对应连接的多个用于切断该节点的部分负载并降低该节点的运行电压的降压设备4，降压设备与设在所连接节点处的电力数据采集设备I连接。
[0045]Α4.电网运行过程中，调节电源实时工作并对节点进行无功补偿，进而调节节点电压稳定。
[0046]B.采集电网运行过程中各节点的电压波动，若电压波动偏离预设范围，则将该节点设为故障节点，本实施例中，电网运行过程中节点IL3的电压波动偏离了预设范围，故将节点IL3设为故障节点，并对所有故障节点进行矫正控制；
[0047]步骤B中矫正控制具体为:调用所有故障节点处的SVC设备出力进行无功补偿，本实施例中，即对节点IL3进行校正调节，即调用节点IL3处的SVC设备进行无功补偿以降低节点IL3处的无功功率。
[0048]C.采集电网运行过程中各故障节点的电压波动，节点IL3的电压波动回复预设范围，充分说明了本发明控制方法的控制效果突出。
[0049]实施例二:
[0050]本实施例中与实施例一中相同之处不再叙述，仅叙述与实施例一中的不同之处。
[0051]本实施例中，节点IL6处新建了一段高铁线路，因此在步骤B执行时，电网运行过程中节点IL6的电压波动偏离了预设范围，故将节点IL6设为故障节点，并调用节点IL6处的SVC设备进行无功补偿以降低节点IL3处的无功功率。
[0052]C.采集电网运行过程中各故障节点的电压波动，若节点IL6的电压波动仍偏离预设范围，则切断节点IL6的部分负载并降低该故障节点的运行电压。
[0053]其中切断节点IL6处负载的顺序依次为三级负荷、二级负荷和一级负荷，本实施例中，切断了部分居民用电后，电压波动即回复正常。
[0054]实施例三:
[0055]本实施例中与实施例一和实施例二中相同之处不再叙述，仅叙述与实施例一和实施例二中的不同之处。
[0056]步骤C执行后，节点IL6电压波动仍未回归至正常范围，故切断该节点。
【权利要求】
1.一种无功设备综合控制方法，该方法用于控制电网的无功功率，其特征在于，所述方法包括步骤: A.采集电网中各节点的电力运行数据，同时选择电网中无功补偿最薄弱的节点和次薄弱的节点，并对所述两个节点进行预防控制，所述电力运行数据包括最大无功功率和补偿设备最大补偿量； B.采集电网运行过程中各节点的电压波动，若电压波动偏离预设范围，则将该节点设为故障节点，并对所有故障节点进行矫正控制； C.采集电网运行过程中各故障节点的电压波动，若故障节点的电压波动仍偏离预设范围，则切断该故障节点的部分负载并降低该故障节点的运行电压。
2.根据权利要求1所述的一种无功设备综合控制方法，其特征在于，所述步骤A具体包括步骤: Al.采集电网各节点上一年度的最大无功功率和对应补偿设备最大补偿量，并计算每个节点的薄弱系数为:
Rn = (Qn-Mn) /Qn 其中=Rn为节点η的薄弱系数，Qn为节点η的上一年度最大无功功率，Mn为节点η的补偿设备最大补偿量； Α2.选择薄弱系数最大的节点为最薄弱节点，薄弱系数第二大的节点为次薄弱节点； A3.将最薄弱节点和次薄弱节点的负荷功率均提高为0.98-0.99，机组的功率因数均提高至0.95，同时在所述两个节点处增设调节电源； Α4.电网运行过程中，调节电源实时工作并对节点进行无功补偿，进而调节节点电压稳定。
3.根据权利要求1所述的一种无功设备综合控制方法，其特征在于，所述步骤B中矫正控制具体为:调用所有故障节点处的SVC设备出力进行无功补偿。
4.根据权利要求1所述的一种无功设备综合控制方法，其特征在于，所述步骤C中切断故障节点处负载的顺序依次为三级负荷、二级负荷和一级负荷。
5.根据权利要求1所述的一种无功设备综合控制方法，其特征在于，所述步骤C执行后，若故障节点电压波动仍未回归至预设范围，则切断该节点。
6.一种实现如权利要求1所述的无功设备综合控制方法的控制系统，包括设在电网中各节点处的多个电力数据采集设备，其特征在于，所述系统还包括无功控制设备，所述无功控制设备包括与电网连接的预防控制模块、矫正控制模块和紧急控制模块，所述预防控制模块、校正控制模块和紧急控制模块均与电力数据采集设备连接。
7.根据权利要求6所述的一种无功设备综合控制系统，其特征在于，所述预防控制模块包括两个调节电源，所述两个调节电源分别与无功补偿最薄弱的节点和次薄弱的节点对应连接，所述两个调节电源还分别与设在所连接节点处的电力数据采集设备对应连接。
8.根据权利要求6所述的一种无功设备综合控制系统，其特征在于，所述校正控制模块包括分别与电网中各节点对应连接的多个SVC设备，所述SVC设备与设在所连接节点处的电力数据采集设备连接。
9.根据权利要求6所述的一种无功设备综合控制系统，其特征在于，所述紧急控制模块包括分别与电网中各节点对应连接的多个用于切断该节点的部分负载并降低该节点的运行电压的降压设备，所述降压设备与设在所连接节点处的电力数据采集设备连接。
【文档编号】H02J3/18GK104333015SQ201410663260
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】黄一超, 徐逸清, 陶彦峰, 王世峻, 史大军 申请人:国网上海市电力公司