[发明专利]一种考虑混合无功响应的双层无功电压协调控制方法

权利要求书

1.一种考虑混合无功响应的双层无功电压协调控制方法，其特征在于，将SVC与慢速无功调节设备一起纳入协调控制，所述慢速无功调节设备包括慢速连续设备和离散设备，当系统出现扰动后，充分利用系统内不同调节特性的各类连续和离散无功设备，实现对系统电压的快速动态支撑；在彼此之间不产生冲突的情况下对系统电压和动态无功储备按照控制目标优先级和控制时序进行优化控制；在动态无功储备优化过程中，优先考虑快慢连续无功设备之间的无功交换，实现无功精细分配，当某台发电机的无功超过容量限制时，按照无功缺额进行并联电容器组的投切，实现SVC和离散设备之间的无功交换；

在保证电压合格稳定的基础上，通过SVC与发电机、并联电容器之间的无功交换最大程度地释放出SVC的动态无功，为系统保留了充足的动态无功储备，提高了系统应对电压崩溃的能力；在动态无功储备优化过程中，优先考虑快、慢连续设备，即SVC和发电机之间的无功交换；其次当某台发电机的无功出力超过其容量限制时投入相应组数的并联电容器补偿无功缺额，防止无功交换过程中并联电容器的频繁和无效调节；

根据控制目标优先级和控制时序的先后将包含快慢无功调节设备的无功电压协调控制分为两个阶段，第一阶段为上层考虑混合无功响应的协调二级电压控制HRPR-CSVC，快速提升系统电压水平，使得系统内连续无功源的无功出力更加均衡，同时降低离散设备的动作次数，减小电压恢复过程中的波动和无功不合理流动带来的线路损耗；第二阶段为下层动态无功储备优化控制DRPROC，即在电压合格、稳定的基础上通过快慢无功设备之间的无功交换，最大程度地释放出SVC的无功出力，提高系统的动态无功储备；DRPROC阶段的启动是根据当前系统内SVC无功出力是否达到设定值进行判断，所述设定值为SVC无功调节范围的中间位置；

在考虑混合无功响应的协调二级电压控制阶段HRPR-CSVC建立上层电压快速调控多目标优化模型，上层电压快速调控多目标优化模型包括控制时段内主导节点电压偏差最小的目标函数f₁₁、连续无功设备综合无功裕度指标f₁₂和离散设备动作次数最少的目标函数f₁₃；

式中，np为主导节点的个数，K为考察时刻数，为主导节点i在t时刻的实际电压，为主导节点i的参考电压，C_PU为主导节点电压相对于控制变量变化的灵敏度矩阵，Δu为控制变量增量；n_g和n_s分别代表受控发电机和SVC的数量，θ_ga和θ_sb分别为第a台发电机和第b台SVC的无功出力比例；n_c和n_l分别表示并联电容器组和OLTC的安装数量，和分别表示并联电容器组当前时刻和上一时刻的投运组数，和分别表示当前时刻和上一时刻OLTC的分接头档位；Q_ga、ΔQ_ga和Q_sb、ΔQ_sb分别为第a台发电机和第b台SVC的无功当前出力和无功变化量；和分别为发电机和SVC的无功出力限制；

为了将主导节点的电压维持在参考值附近，不仅考虑本身电压的影响，还要考虑控制变量对主导节点电压的影响，构造控制时段内主导节点电压偏差最小的目标函数f₁₁；在电压调控和动态无功储备优化两阶段控制之间加入了电压反馈校正环节；

在上述控制方式下，连续无功源的无功分配更加均衡，同时为系统保留了更大的动态无功储备，有利于提高系统的长期电压稳定性；充分考虑了不同无功设备的调节特性，在面对不同的扰动工况时都能有效提升系统电压水平，均衡连续无功源的无功出力，在保证电压合格稳定的基础上充分考虑SVC与慢速无功设备之间的无功交换，提高了系统的动态无功储备。