[发明专利]一种基于电厂之间强耦合关系的发电机无功功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电厂之间强耦合关系的发电机无功功率控制方法，属于电力系统运行和控制技术领域。

背景技术

运行于控制中心的自动电压控制(Automatic Voltage Control,AVC)主站系统协调控制电力系统内的无功资源，对保障电力系统的安全、优质、经济运行发挥了重要作用。典型的自动电压控制主站系统包括小时级的全网无功优化计算、分钟级的分区控制决策两部分组成，通过全网无功优化计算，给出各关键母线电压的优化设定值，为分区控制提供控制目标；通过分区控制决策，调整各无功手段的控制调节量，使得各关键母线电压追踪全网无功优化给出的优化设定值。

在分区控制决策环节，传统AVC主站以保证电力系统关键母线(人工指定，以下简称为中枢母线)电压满足优化设定值为主要控制目标，当电厂与电厂之间相互电气联系紧密(强耦合)时，有可能为了电压满足要求，而使得强耦合电厂之间出现不合理的无功分布，从而影响电力系统整体的安全经济运行。为此本发明提出一种强耦合电厂之间的无功电压协调自动控制方法，通过电压追踪无功跟踪控制和电压保持无功校正控制，减少强耦合电厂之间的不合理的无功流动。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于电厂之间强耦合关系的发电机无功功率控制方法，建立包含相互强耦合的厂厂协调组，并作为协调单元，定义厂厂协调组无功负载率偏差指标，若中枢母线电压未调节到位，进行考虑厂厂协调约束的协调二级电压控制，使得中枢母线电压追踪优化设定值的同时保证强耦合电厂间的无功负载率偏差满足控制要求，保证中枢母线电压维持在控制死区范围内。

本发明提出的基于电厂之间强耦合关系的发电机无功功率控制方法，包括以下步骤：

(1)将电力系统的各无功功率电压控制分区中的发电机划分成多个厂厂协调组，具体过程如下：

(1-1)设电力系统的第d个无功功率电压控制分区中的第i个电厂与第j个电厂之间的互耦合系数为λ_ij，是第d个无功功率电压控制分区中所有电厂的集合，k_ji为第i个电厂无功功率的变化对第j个电厂高压侧母线电压变化的灵敏度；

(1-2)建立第d个无功功率电压控制分区中各电厂间的互耦合关系矩阵λ_d：

其中，N为第d个无功功率电压控制分区中参与电力系统电压控制的电厂个数；

(1-3)设定一个电厂间互耦合系数的阈值λ^thr，λ^thr的取值范围为0.1-0.5，利用聚类分析法，将第d个无功功率电压控制分区中所有电厂集合中的电厂划分成多个厂厂协调组，使同一个厂厂协调组中任意两个电厂之间的互耦合系数大于λ^thr，不同厂厂协调组的两个电厂之间的互耦合系数小于λ^thr，并对多个厂厂协调组进行编号；

(2)遍历第d个无功功率电压控制分区中的所有电厂，若所有电厂中的第h个电厂所属的厂厂协调组中只有一个电厂，则h∈NC，若第h个电厂所在的厂厂协调组中有多个电厂，则h∈C，NC为不参与无功功率电压控制中无功功率再分配的电厂发电机集合，C为参与无功功率电压控制中无功功率再分配的电厂发电机集合；

(3)根据电力系统调度中心获取的中枢母线电压实测值、设定值和控制死区阈值，分别对电力系统中各无功功率电压控制分区的中枢母线电压进行判定：

(3-1)若中枢母线的电压实测值与设定值之间的偏差大于控制死区阈值，则进行步骤(4)；

(3-2)若中枢母线的电压实测值与设定值之间的偏差小于或等于控制死区阈值，则进行步骤(5)；

(4)建立基于厂厂协调约束的电力系统发电机无功功率跟踪控制模型，具体过程如下：

(4-1)建立基于厂厂协调约束的电力系统发电机无功功率跟踪控制模型的目标函数如下：