[发明专利]一种电力系统仿真中自动电压控制模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种电力系统仿真中自动电压控制模型的建模方法。

背景技术

电力系统安全稳定分析是电力系统规划和运行的重要任务之一，随着互联电网的建成以及用电负荷的增长，电力系统电压稳定问题作为电力系统稳定性的一个重要方面，越来越受到重视。

自动电压控制（automatic voltage control,AVC）系统在20世纪70年代提出，并在法国电网中得到较好应用。为了提高电力系统的电压稳定，各国越来越多的使用自动电压控制系统。通过对自动电压控制系统在实际电网中的运行效果进行检测，其对提高电力系统中长期动态电压稳定和静态电压稳定方面具有很好的控制效果。对自动电压控制系统的仿真，并研究其对电力系统电压稳定的影响就显得非常必要。

电力系统稳定是一个典型的动态发展过程，时域仿真法是研究电力系统动态特性的最为基础而重要的研究方法。通过对系统各部分元件进行建模，考虑AVC控制体系，设定各种可能的故障类型，并对系统在假定扰动下的发展轨迹进行模拟，分析其对电压稳定的控制效果，从而建立AVC体系下电压稳定仿真分析，评价AVC对电压稳定的控制效果，具有十分重要的意义。全过程仿真程序可以对机电暂态和中长期动态具有很好的仿真效果，既可以反应电网的暂态特性，又能反应电网的中长期动态和静态特性。在全过程仿真程序中对自动电压控制系统进行详细建模，既可以反应其对暂态电压的影响，又能反应其对中长期电压的影响，建模工作具有很大的意义。

自动电压控制系统根据实际情况的控制模式不尽相同，但其基本构建方式是遵循高电压水平下无功分层分区平衡优化原则，在分层、分区空间解耦基础上，构建不同的AVC控制方式，并根据不同控制周期实现时间上的解耦，形成各环节的闭环控制。目前普遍使用典型的AVC控制系统包括三次电压控制、二次电压控制和一次电压控制供三个层次，其中一次电压控制作为发电机的一种控制手段，已经得到了比较广泛的应用，而二次电压控制和三次电压控制则是AVC主站系统的主要工作，其主要目的是如何通过三次、二次电压控制来协调一次电压控制，使得无功分布优化。

一次电压控制为本地控制，只用到本地的信息。控制器由本区域内控制发电机的自动电压调节器AVR、有载调压分接头OLTC及可投切的电容器组成，控制时间常数一般为几秒钟。在这级控制中，控制设备通过保持输出变量尽可能的接近设定值来补偿电压快速的和随机的变化。

二次电压控制的时间常数约为十几秒钟到分钟级，控制的主要目的是保证中枢母线电压等于设定值，如果中枢母线的电压赋值产生偏差，二次电压控制器则按照预定的控制规则改变一次电压控制器的设定参考值，二次电压控制是一种区域控制，只用到本区域内的信息。

三次电压控制是自动电压控制的最高层，它以全系统的经济运行为优化目标，并考虑安全性指标，最后给出中枢母线电压幅值的设定参考值，供二次电压控制使用。在三次电压控制中要充分考虑到协调的因素，利用了整个系统的信息来进行优化计算，一般来说它的时间常数在十几分钟到小时级。

在以往的模型研究中，AVC的一次电压控制（发电机的自动电压调节器AVR、有载调压分接头OLTC、可投切的电容器等）模型研究较多，同时仿真建模方法比较成熟。本发明主要对二次电压控制模型进行详细建模，同时建立二次电压控制与一次电压控制之间的接口，同时预留三次电压控制的接口，本发明对研究AVC对电压稳定的影响非常必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电力系统仿真中自动电压控制模型的建模方法，可以方便的考虑中长期动态中的影响，又模拟了紧急电压控制模式，适用于电力系统机电暂态仿真。同时，还考虑了二次电压控制与一次电压控制之间的接口。

本发明提供的一种电力系统仿真中自动电压控制模型的建模方法，对自动电压控制系统的二次电压控制进行建模，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

（1）：采样点路采样母线电压V_p；

（2）：判断所述电压V_p与电压目标值V_p^ref差值ΔV是否小于死区电压值，若是则返回（1），否则进入步骤（3）；

（3）判断所述电压V_p是否越限，若不越限则进入正常电压控制模式，若发生越限则切换到紧急电压控制模式；

（4）：确认进入正常电压控制模式还是紧急电压控制模式，判断所述电力系统执行时间是否超过控制时间间隔，并计算各发电机无功功率的目标值；