[发明专利]一种区域电网AVC系统与变电站DVQC协调控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化领域，提出了一种区域电网AVC系统与变电站DVQC协调控制方法及装置。

背景技术

常规变电站的无功设备主要包括电容器及电抗器，变压器抽头参与母线电压的调节，电抗器一般为固定式。在AVC系统的控制下，站内变压器和电容器按九区图基本原理分时段控制。电压限值根据逆调压规则确定，高峰时段电压下限偏高，低谷时段电压上限偏低，实现逆调压。上述电压无功控制由于基于慢速调控设备，只对变电站的稳态特性有影响，因此是一种静态电压无功控制机制(SVQC)。

随着STATCOM的参与，情况发生了质的飞跃，由于STATCOM的快速、连续的调节性能，使得变电站不仅在正常情况下可以精确连续调节无功及电压，达到良好的稳态调控性，在故障情况下也能获得相当的电压支撑能力，达到较好的暂态调控性，因此是一种动态电压无功控制机制(DVQC)。动态无功补偿装置的接入对原有的变电所无功电压控制模式有较大的改变。为充分发挥动态无功补偿的快速补偿特性和提高变电所无功电压控制水平，对AVC和DVQC的协调优化控制方案的研究和执行装置的开发非常有意义。

DVQC实现了变电站电压无功控制中控制手段包括了离散变量(有载调压变压器分接头、电容器组)和连续变量(STATCOM)协调控制，从而满足实时的更合理的电压无功分布的过程。离散变量有载调压分接头和电容器的投切是有级调节，在传统的“九区图”控制策略中受到了一定的限制。STATCOM具有快速的、连续的电压调节能力，在变电站电压无功控制中，弥补了有载调压变压器分接头和电容器组投切的不足。

因而，在传统的“九区图”控制策略的基础上，通过协调控制装置实现基于DVQC同目标独立控制的思想，同时当系统发生电压波动，由AVC系统控制STATCOM快速投入运行，提供一定的无功电压支撑。然后AVC调节有一定延时的变压器分接头和电容器组，释放STATCOM的无功容量，保持足够的可调动态无功储备。这样在保证电压稳定的情况下STATCOM又有足够的裕量，以备为新一轮的电压波动能够提供电压支撑。也即“动态设备迅速支撑—离散设备跟进动作—连续设备精细调节”原则，可以解决区域内变电站之间电压无功控制中STATCOM、有载调压变压器分接头、电容器组及区域内站点间的电压无功控制装置的协调控制问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种区域电网AVC系统与变电站DVQC协调控制方法及装置，解决了变电站站内电压无功控制中STATCOM、有载调压变压器分接头、电容器组及区域内站点间的电压无功控制装置的协调控制问题，同时实现了区域无功优化运行，保障电网的电压暂态安全稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种区域电网AVC系统与变电站DVQC协调控制方法及装置，包括数据交互接口，接收实时调度自动化系统数据，以AVC主站端对各分站的母线电压和地区关口的无功进行监视；协调控制器，当电压或无功超出规定的限值时，通过实时数据分析计算电压无功灵敏度指标，依照无功分配原则给出控制方案；控制指令发生器，根据协调控制器处理器的指令操作码和时序信号，产生各种操作控制信号，实现AVC系统给出的控制方案，包括状态提示、报警或投切电容器、升降主变压器分接头，或者调节动态无功补偿装置STATCOM等指令发送，实施后使区域电压和无功恢复到规定的范围内。

进一步，所述数据交互接口将系统的SCADA通过通信接口RS485接入协调控制器后与所述区域电网协调控制器相连，采集到的数据被送入电压无功计算分析模块，计算电压U、无功功率Q以及电压偏差ΔU。

进一步，所述协调控制器将计算电压U、无功功率Q以及电压偏差ΔU分别送入的处理器灵敏度计算单元和协调控制计算单元，通过在线灵敏度计算环节求出对无功控制量的需求ΔQ，处理器用于对所述区域电网无功协调控制系统进行逻辑控制、通信规约处理和配置管理，基于“九区图”的控制规则决定各站点STATCOM响应策略和实时投入的无功量、有载调压变压器分接头档位n和电容器组数k。组成包括与处理器相连的数字量输入模块、数字量输出模块、以太网扩展模块、电源模块和人机界面模块。

进一步，所述控制指令发生器根据指令操作码和时序信号，产生各种操作控制信号，通过微波通信网络和光纤通信网络，设计支持多种通信接口，发送指令到站点VQC，再由VQC发出指令给各个协调控制单元的控制设备(包括有载调压变压器分接头以及接在负载母线侧的STATCOM和电容器并联无功补偿设备等)。