[发明专利]一种考虑降低电磁环网无功流动的自动电压控制方法

说明书

本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，尤其涉及一种考虑降低电磁环网无功流动的自动电压控制方法。本发明方法，首先对地区电网的运行方式进行在线识别和判定，自动找到存在的220kV‑110kV电磁环网路径；然后在自动电压控制系统中通过监视电磁环网中无功送出端和无功受入端的无功功率，当环网路径上无功送出端无功量测超过给定的无功约束上限时，修改其所连接母线的电压上限，使母线越限后控制变电站内的电容器或变压器有载调压分接头，从而减少无功送出端向电磁环网路径提供的无功功率，消除无功穿越对电网带来的影响，提高电网运行的经济性。

技术领域

本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，尤其涉及一种考虑降低电磁环网无功流动的自动电压控制方法。

背景技术

自动电压控制(以下简称AVC，Automatic Voltage Control)系统是实现电网安全(提高电压稳定裕度)、经济(降低网络损耗)、优质(提高电压合格率)运行的重要手段，其基本原理是通过协调控制发电机无功出力、变压器分接头和无功补偿设备，实现电网内无功电压的合理分布。

到目前为止，全世界主流的自动电压控制主要有三种模式：

第一种是以德国RWE电力公司代表二级控制，没有所谓分区控制，最优潮流(OPF)的优化计算结果直接发到各电厂的一级电压控制器进行控制。但是OPF模型计算量大，计算时间较长。当系统中发生大的扰动、负荷陡升或陡降时，如果完全依赖OPF，则AVC 的响应速度不够，控制的动态品质难以保证。

第二种是以法国EDF的三级电压控制模式的研究和实施始于上世纪70年代，经历了三十余年的研究、开发和应用，是目前国际上公认为最先进的电压控制系统。该控制模式得到了很好的应用，但是该模式仍存在缺点，这是因为区域的二级电压控制(SVC)是基于电力系统无功电压的局域性而开发的，而区域间无功电压是有耦合的，因此控制系统的质量在根本上取决于各区域间无功电压控制的耦合程度。但是，随着电力系统的发展和运行工况的实时变化，设计时认为相对解耦的区域并非一成不变，而且以固定的控制参数形式存在的控制灵敏度更是随运行工况而实时变化，因此这种以硬件形式固定下来的区域控制器难以适应电力系统的不断发展和实时运行工况的大幅度变化，因此难以持久地保证有良好的控制效果。

第三种是清华大学电机系调度自动化实验室提出了基于“软分区”的三级电压控制模式，该模式通过软分区克服了EDF三级电压控制中硬分区的不足，已经在国内二十多个地区电网、省级电网中得到广泛应用，并成功推广到北美PJM电网的电压控制中。在该模式下，调度中心的AVC应用软件由三级控制模块和二级控制模块组成。三级控制为全局无功优化的最优潮流(OPF)，给出全网协调的电压优化控制目标；二级控制为分区解耦的控制策略计算，以三级控制给出的各分区中的中枢母线的优化控制目标为输入，考虑分区内电厂等无功调节设备，计算分区内各种无功资源的控制策略，并下发到电厂和变电站；厂站端的子站装置完成一级控制，接收调度主站下发的控制策略并执行。目前采用这种模式开发的自动电压电压控制软件在我国得到较为广泛的应用，安装部署在省级和地区级电网调度控制中心，对电网中各电压等级的电压和无功进行自动控制。

目前在我国的电力系统运行中，220kV及以下的地区电网多采用辐射方式运行。在地区电网中，其内部的220kV变电站之间具有220kV线路互相连接，而各220kV变电站通过变压器所连接的110kV变电站则仅与上级220kV变电站连接，110kV变电站之间没有线路互相连接。而对35kV电网，35kV变电站仅与上级110kV变电站连接，35kV变电站之间没有线路互相连接。这种运行方式下，从220kV变电站高压侧母线出发，可以形成含 220kV-110kV-35kV各电压等级变电站的辐射运行区域。于磊、汤磊、王双在技术发明专利《地县一体化自动电压控制中协调控制区的自动生成方法》中提出了一种生成上述区域的方法。并将生成的区域模型用表示，其定义如式(1)所示：

其中：

区域包含220kV变压器，总计N台，n＝1.2.3…N；