[发明专利]一种基于区间潮流的变电站电压无功控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及地区电网电压无功控制方法和系统领域，尤其涉及的是一种可消除反调现象、减小调节损耗的变电站电压无功控制方法和系统。

背景技术

自20世纪70年代以来，国内外对地区电网电压无功控制有大量研究，已有大量变电站级电压无功综合控制装置(VQC，Voltage Quality Control)开发成功，VQC对提高电压合格率和降低网损都有很大的作用，同时可减少运行人员工作量，并在35～220kV变电站得到了广泛的应用。

地区电网电压无功控制是以变电站为中心，通过调节有载调压变压器分接头档位和控制低压无功补偿设备的工作状态，维持受控低压母线电压和从电网注入主变高压侧的无功功率在规定的范围内。随着电网自动化技术的发展，全网电压无功控制技术逐渐成熟。

目前，VQC的控制策略主要是按变电站低压侧电压和高压侧注入无功综合进行调整，根据已知的电压上下限和无功上下限范围，综合逻辑判据把电压和无功平面分割成九个控制区，每个区域和一种控制策略相对应，以实现对有载调压变压器和电容器的调节，达到电压合格和注入无功合格的目的。

如图1和2所示，图1是现有技术中地区电网变电站的典型接线方式图，图2是现有技术中变电站VQC模块的九区分割图，图1中的U_l和Q_h分别代表主变低压侧母线电压和高压侧从电网注入的无功功率，其他字母代号为本领域所熟知，在此不再赘述；图2中电压的上下限(U_lmax和U_lmin)和无功功率的上下限(Q_hmax和Q_hmin)主要由该电网对该变电站的运行要求决定的，由电网运行调度部门下发到变电站。

变电站VQC模块的控制策略主要是按电压和无功上下限曲线综合进行调整，即按照九区分割图或其扩展形式。变电站综合自动控制策略的判别量是实时监测的无功Q_h和电压U_l两个量，根据已知的电压上下限(U_lmax和U_lmin)和无功上下限(Q_hmax和Q_hmin)范围，综合逻辑判据把电压和无功平面分割成九个控制区，每个区域与一种控制策略相对应，以实现对有载调压变压器变比和低压并联电容电抗器的调节。

变电站VQC模块的调节控制策略主要是基于这种九区分割图，其动作规则如下：

1）当运行区为0区时，表明变电站电压和注入无功均合格，不需要进行控制。

2）当运行区为1区时，表明电压越上限，需要将变压器高压侧抽头升档。

3）当运行区为5区时，表明电压越下限，需要将变压器高压侧抽头降档。

4）当运行区为3区时，表明注入无功越上限，需要投电容或切电抗。

5）当运行区为7区时，表明注入无功越下限，需要切电容或投电抗。

6）当运行区为2区时，表明电压和注入无功均越上限，可投电容也可降压，若先投电容则电压会更高，因此应先将抽头升档降压，待电压合格后若无功仍越限再投电容。

7）当运行区为4区时，表明电压越下限和注入无功越上限，可投电容也可升压，若先升压，则注入无功会更大，因此应先投电容后升压。

8）当运行区为6区时，表明电压和注入无功均越下限，可切电容也可升压，若先切电容，则电压会更下降，因此应先升压后切电容。

9）当运行区为8区时，表明电压越上限和注入无功越下限，可切电容也可降压，若先降压则无功会反送更多，因此应先切电容后降压。

但是，按照传统的九区分割图在实现电网电压无功控制时，只能实现变电站内的局部控制，不能实现全系统的最优控制，并且仅能保证受控母线电压合格。此外，不同变电站之间的VQC调节缺乏协调，各个变电站根据自身的低压侧电压和主要高压侧无功确定调控策略，然而由于不同变电站之间的相互影响，导致反调现象严重，增大了装置的调节损耗。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

本发明是在国家863计划项目基金资助下，着力解决上述问题而产生的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于区间潮流的变电站电压无功控制方法，可实现地区电网中各个变电站电压无功的协调控制，避免变电站进行独立调节时的反复来回操作。

同时，本发明还提供一种基于区间潮流的变电站电压无功控制系统，可提高电网运行中各个变电站低压侧电压和主变高压侧注入无功的合格率。