[发明专利]一种基于等效电压降落指标的分层电压控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于等效电压降落指标的分层电压控制系统，包括面向变电站层级的区域协调电压控制器、面向馈线层级的本地电压控制器；本地电压控制器基于有限量测量对馈线内电压分布进行估计，在此基础上计算等效电压降落指标；电压越限后，本地电压控制器基于电压估计结果及等效电压降落指标决定区域内无功设备投入情况，若该调节失败，则利用区域协调电压控制器进行辅助调节实现电压越限恢复。同时本发明还公开了一种与上述系统对应的控制方法。该系统及方法综合考虑了配电网可观测点不足的特点，基于等效电压降落指标充分利用配电网中分布式电源、无功调节设备实现快速、高效率的配电网电压控制。

主权项

一种基于等效电压降落指标的分层电压控制系统，其特征在于，包括：本地电压控制器以及区域协调电压控制器，所述本地电压控制器面向单条馈线，所述区域协调电压控制器面向变电站层级，影响所述变电站下属的所有馈线；所述本地电压控制器包括电压估计单元、等效电压降落指标计算单元以及本地调节单元；所述电压估计单元用于采集所述本地电压控制器所管理的分隔区域的实时量测量，根据此估计电压限值；所述等效电压降落指标计算单元用于计算所述本地电压控制器所管理的分隔区域的等效电压降落指标；所述本地调节单元用于判断该分隔区域内是否有电压超出电压限值预设范围，当电压超越电压限值的上限时，所述本地调节单元用于控制其所管理的分隔区域内的无功设备使电压恢复，若电压恢复失败则向所述区域协调电压控制器发送协助控制请求命令；当电压超越所述电压限值的下限时，所述本地调节单元用于判断其所管理的分隔区域内的等效电压降落指标是否处于所述电压限值的预设范围内，若处于预设范围内，则控制其所管理的分隔区域内的无功设备使电压恢复，若处于预设范围外，则控制其所管理的分隔区域内的无功设备使电压恢复，或控制其所管理的分隔区域内以及分隔区域外的无功设备使电压恢复，若电压恢复失败则向所述区域协调电压控制器发送协助控制请求命令；所述区域协调电压控制器用于接收所述本地调节单元发送的协助控制请求命令，并用于在接收到协助控制请求命令后计算有载调压变压器的档位，以使所有分隔区域内的电压值都位于所述电压限值的预设范围内；当电压超越电压限值的上限时具体为：所述本地调节单元用于依次切除其所管理的分隔区域内的无功设备直至电压恢复，若电压恢复失败则向所述区域协调电压控制器发送协助控制请求命令；当电压超越所述电压限值的下限时具体为：所述本地调节单元用于判断其所管理的分隔区域内的等效电压降落指标是否处于所述电压限值的预设范围内，若处于预设范围内，则依次投入其所管理的分隔区域内的无功设备直至电压恢复，若处于预设范围外，则投入其所管理的分隔区域内的所有无功设备，若电压未恢复则依次投入其所管理的分隔区域外的无功设备直至电压恢复，若电压恢复失败则向所述区域协调电压控制器发送协助控制请求命令；所述的等效电压降落指标用于衡量分隔区域内的无功设备可调节能力，所述的分隔区域包括单端口区域和双端口区域两类，等效电压降落指标计算公式为：对于所述单端口区域：Qmr＝Q1‑Qremain；其中，P1为单端口区域的有功功率，Q1为单端口区域的无功功率，U1为单端口区域的电压量测值；R为单端口区域内线路总电阻，X为单端口区域内线路总电抗值，Qmr为单端口区域内的无功理论极限容量，Qremain为单端口区域内的剩余无功容量；对于所述双端口区域：J′g1=P1′R′+Qmr1X′J′g2=P2′R′+Qmr2X′Par1=U1′2P2′+U2′2P1′P′ar2=U1′2Qmr2+U2′2Qmr1P′ar3=(P1′R′+Qmr1X′)(P2′R′+Qmr2X′)Par4=U1′P2′+U2′P1′P′ar5=U1′Qmr2+U2′Qmr1Qmr1=Q1′-Q1′Qremain′Q1′+Q2′Qmr2=Q2′-Q2′Qremain′Q1′+Q2′;]]>其中，P1′、P2′分别表示双端口区域两端的有功功率，Q1′、Q2′分别表示双端口区域两端的无功功率，U1′、U2′分别表示双端口区域两端的电压量测值，R′为双端口区域内线路总电阻，X′为双端口区域内线路总电抗值，Qmr1，Qmr2分别为双端口区域内的两端的无功理论极限容量，Qremain′为双端口区域内的剩余无功容量。