[发明专利]一种电网统一的分层分级协调的自动电压控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统自动电压控制领域，尤其涉及用于电网无功、电压闭环优化控制的一种电网统一的分层分级协调的自动电压控制方法。

背景技术

随着技术的发展和社会的进步，电力用户对电能质量的要求越来越高；电网规模的发展壮大，驱使电网电压由分散的区域性控制向统一的全网控制的要求越来越迫切，亦即自动电压控制。电网统一的的自动电压控制是无功电压控制中追求的最高级形式，其优点在于在保证电压水平前提下，提高有功传输能力，并使系统的无功资源达到优化配置，但由于电压、无功自身特有的非线性特性，使其实现起来有其相当的复杂度。

专利号为CN03117719.0的中国专利：“电力系统自动电压控制方法”，虽然公开了一种地区电网自动电压控制方法，给出了控制区域划分后的无功设备工作方式的自动控制器设计，但其存在缺少控制区域划分合理性分析和缺少与上级电网协调等不足，更没有体现电网统一情况下的自动电压控制方法。

专利号为CN201010291701.7的中国专利：“电网自动电压控制系统间的协调量设计方法及其实施方法”，虽然给出了一种电网自动电压控制系统间的协调量设计方法及其实施方法，给出了电压区域控制偏差的定义并将其作为协调量以协调电网自动电压控制系统，但其缺乏对电压、无功自身的非线性特性的认识，没有从整体上给出自动电压控制方法，难以满足工程实际要求。

专利号为CN200910091358.9的中国专利：“基于双向协调约束的省级与地区电网协调电压控制方法”，虽然给出了一种基于双向协调约束的省级电网和地区电网协调电压控制方法，选择省级电网与地区各电网分界处变电站的变压器高压侧无功作为省级电网对地区电网的协调变量，但是该方法没有实现省级电网同地区电网电压控制系统间的互动，难以实现全局的经济性和安全性等方面的协调。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种电网统一的分层分级协调的自动电压控制方法，为大电网自动电压控制系统的工程实践提供设计思想，为电力系统的安全、经济、优质运行提供技术支撑。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:

一种电网统一的分层分级协调的自动电压控制方法，它利用能量管理系统，采用三级控制、全局闭环控制模式，对电网节点负荷进行立体化预测以把握未来周期内电网各节点无功、电压变化规律，利用系统级无功优化方法进行优化电压控制决策，并按照地域内分层、层中分区和时域内分级的过程实施电压控制。

所述三级控制是指根据前瞻时间按照秒级、分钟级、小时级分为三级，即一级电压控制、二级电压控制和三级电压控制；

所述全局闭环控制模式是指按照分解协调的方法，时间级由远及近的顺序，在整个电网调度管辖范围内实施闭环控制。

所述节点负荷的立体化预测是以与三级电压控制模式相对应的分级负荷有功功率总量预报为基础，按照能量流拓扑以利用负荷总量与各层各区节点间的关联关系，从整体分析电网节点有功负荷的变化规律，并利用有功、无功以及功率因数间的关系间接预测未来周期内电网各节点无功、电压变化规律；

所述与三级电压控制模式相对应的分级负荷有功功率总量预报是指在三级电压控制中配套实施相应时间级的短期负荷预报，二级电压控制对应其相应时间级的超短期负荷预报或状态预估，对于未能预知的快速的负荷波动则由一级电压控制来处理；

所述系统级无功优化是指伴随着自动电压控制三级控制模式的实施，基于负荷预测的结果，按照地域内分层、层中分区方式，采用分解协调的方法进行无功优化；

所述地域内分层是指按照电压等级分层，每一电压等级视为一层，各层之间通过无功支撑点作为协调量进行层间反复循环折中协调，直至达到无缝对接；

所述无功支撑点是指把具有无功调节能力的一个厂或站及其所有无功调节设备的整体作为为单位的无功功率控制点；

所述层中分区是指基于厂、站概念，将层内的发电厂、变电站或开关站与网络在连接母线处分解，从而形成只包含输电线路的网络主系统和诸多个厂、站子系统，并将厂、站子系统在分解点等值后，对主系统进行无功优化，将优化后的分解点状态信息提供给子系统，判断子系统能否提供实现这个优化信息的控制条件，如此循环，直至协调量达到无缝对接；

所述时域内分级是指三级电压控制模式在时间上相互配合，三级控制启动周期为小时级，按粗细结合的不等时段划分原则；二级控制的启动周期为分钟级，以同步发电机自动电压调节器为主的一级控制的响应周期为秒级，从而保证控制时间常数依次递减，使控制在时间上得以解耦。