[发明专利]一种以全局最优为目标的电网自动电压控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种以全局最优为目标的电网自动电压控制方法及系统，方法步骤包括按计算周期获取电网实时的状态估计结果，若状态估计结果收敛且遥测合格率大于等于门槛值，则按全局优化方法计算得到各无功电压源的状态期望值，否则若母线电压超标，则将各离散可调无功电压源的状态期望值均赋值为上一个计算周期的值，计算得到各连续可调无功电压源的状态期望值；若母线电压不超标，将各无功电压源的状态期望值均赋值为上一个计算周期的值；最终将状态期望值下发执行；系统包括与前述方法步骤对应的各个单元。本发明不需电网分区，在满足电网各母线电压需求的同时以全局无功潮流最优为控制目标，能进一步降低网损，实现电网全局最优经济运行。

技术领域

本发明涉及电力系统的电网自动电压控制技术，具体涉及一种以全局最优为目标的电网自动电压控制方法及系统。

背景技术

自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)是现代电网电压、无功控制的主要系统，通过对并网机组、电网动态无功补偿设备、并联电容\电抗器、变压器等无功电压源的自动统一调控，提高电网电压质量、降低网损，保证电网安全经济优质运行。

现有AVC系统主要有两种模式：一种为三级控制模式，即整个控制系统分为三个层次：三级、二级电压控制为各级电网调控中心主站集中控制，控制时间常数一般是分钟级；三级电压控制根据状态估计结果，按全网最优经济为目标，计算得到各区域中枢母线电压期望值；二级电压控制将电网分为若干区域，根据SCADA实时采样数据，按中枢母线电压实时值与期望值偏离最小为目标，计算得到各无功电压源的状态期望值；一级电压控制为无功电压源就地控制，控制无功或母线电压跟踪期望值。一种为类九区图控制模式，即将电网分为若干区域后，根据区域中枢母线电压和无功的缺、盈，控制电容\电抗器投退或变压器分接头位置调整、发电机组增加或减少无功输出。

现有的两种模式优势在于对SCADA实时采样数据和状态估计结果依赖性较低，鲁棒性较好。但这两种模式都存在一个问题：即无法做到全局最优值。三级控制模式中三级电压控制中得到结果虽为全局最优值，但经过二级电压控制协调后，所得到的结果仅为具有与全局最优值相同得区域中枢母线电压的可行值，与真实的全局最优值相去甚远；类九区图控制模式中计算得到与上一时刻状态最接近的可行值，也不是全局最优值。此外，两种模式均需要对同一个调度范围内的电网进行人为分区，目前电网连接日益紧密，将电网分为相互影响很小的若干区域越来越困难，若分区不恰当，则可能造成控制的失衡。

随着电网无功、电压调控手段的丰富，SCADA实时采样数据准确性、及时性和完整性的提高，状态估计遥测合格率长期保持在99％以上，计算数据大幅度提高，以电网全局最优值为控制目标成为可能。因此，需要一种不需分区、以全局最优为控制目标的电网自动电压控制策略以及对应的实现系统。现有涉及电网自动电压控制的方法不少，但没有以全局最优为目标的控制策略、方法或系统。如申请号为20121042477.6的中国专利文献公开了一种多级自动电压无功控制系统AVC协调控制方法，采用三级控制模式开展多级电网协调，需要对电网进行分层分区处理，且所得控制结果仅为可行值，非全局最优值；如申请号为201410383572.2的中国专利文献公开了一种无功优化控制方法及系统，将电网分层分区后，按实行九区图控制，其控制目标也不是全局最优。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种不需要进行电网分区，在满足电网各母线电压需求的同时以全局无功潮流最优为控制目标，能够进一步降低网损，实现电网全局最优经济运行的以全局最优为目标的电网自动电压控制方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种以全局最优为目标的电网自动电压控制方法，实施步骤包括：

1)按计算周期获取电网实时状态数据和状态估计结果；

2)若状态估计结果收敛且遥测合格率大于等于门槛值，则跳转执行步骤3)，否则，跳转执行步骤4)；