一種考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制方法技術

本發明專利技術提供一種考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制方法，以解決現有AVC控制策略在運行量劇烈波動時頻繁下達動作指令的問題。設置參考時間段，獲取采樣時間間隔、節點電壓與關口無功當前值與歷史值；檢測設備閉鎖狀態并判斷當前無功與電壓是否越限；若設備不閉鎖且無功或電壓發生越限，則分別計算所設定時間段內節點電壓與關口無功的偏差率，由此得出無功電壓調節設備的閉鎖時長；根據當前運行數據下發動作指令，并設置設備閉鎖時長。本發明專利技術提出了動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制方法，可用于含波動性負荷以及大量分布式電源接入的變電站節點電壓與關口無功控制，減少主變檔位與電容器的不必要動作，延長設備壽命，提高電網運行的安全性。

A method of reactive power and voltage control for substation considering dynamic latch up time

The present invention provides a reactive power voltage control method for substation considering dynamic blocking time, so as to solve the problem that the existing AVC control strategy frequently releases action instructions when the operation quantity fluctuates violently. Set the reference time, obtain the sampling time interval and node voltage and reactive power current value and historical value; closed state detection equipment and judging whether the current reactive power and voltage is more limited; if the equipment is not closed and reactive power or voltage limit deviation, respectively calculate the node voltage and mark time set the work rate, thus blocking reactive power and voltage regulation device length; according to the current operation data issued commands, and set the length of interlocking equipment. The invention provides a dynamic lock long substation voltage and reactive power control method, can be used with fluctuating load as well as a large number of DG substation node voltage and reactive power control, reduce unnecessary action of main transformer stalls and capacitors, prolong the service life of equipment, improve the safety of power grid operation.

【技術實現步驟摘要】
一種考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制方法
本專利技術涉及變電站無功電壓控制策略
，特別涉及一種考慮動態閉鎖時長整定的變電站無功電壓控制方法。
技術介紹
目前，為了使電網安全穩定、經濟高效運行，通常會對重要變電站的母線節點電壓與關口無功進行監控，并通過采用自動電壓控制(AVC)系統，使所監控量運行在給定的合格范圍內。AVC系統是利用計算機和通信技術，對電網中的無功電壓調節設備進行自動控制,常用的AVC策略有九區圖策略、十七區圖策略、二十一區圖策略等，在變電站無功電壓控制中發揮了巨大作用，但由于其只考慮了無功、電壓的二維變量，且為了保護無功電壓調節設備，避免一天之中動作次數過多，通常限制其每日動作與兩次動作相隔時間，而動作相隔時間通常是固定的，這就存在以下局限性：(1)無功電壓運行量波動過大時，若動作時間間隔設置過小，則往往會導致無功電壓調節設備頻繁動作，從而造成設備因達到日動作限值而提前閉鎖，使變電站失去調節能力；(2)無功電壓運行量較為平穩時，若動作時間間隔設置過大，則在系統運行狀態發生變化時，無功電壓調節設備往往不能及時響應，從而降低電網運行的經濟性，嚴重的時候甚至會威脅電網的安全運行。綜上所述，現有的變電站無功電壓控制方法還需要進一步的改進。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決現有變電站無功電壓控制過程中控制方式單一、經濟性差的問題，旨在提供一種適用于電壓/無功波動變化較大的變電站節點電壓與關口無功的協同控制方法。本專利技術提出一種考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略，包括以下步驟：(1)設置默認AVC策略、時間提前量△t，獲取控制單元內各無功電壓調節設備編號i(i＝1…n)、各自動作次數限值Nlmt,i，初始化各無功電壓調控設備閉鎖時長Tlock,i為0、上一次動作時間Td,i為當前時間、已動作次數Nact,i為0；(2)獲取當前關口無功Qt與節點電壓Ut，判斷是否越限；若是，進入步驟(3)；若無，進入步驟(8)；(3)獲取當前時間T1，針對控制單元內各無功電壓調節設備i，若其同時滿足以下條件，則設置該設備狀態為開放，否則設置該設備狀態為閉鎖：1)T1與該設備上一次動作時間Td,i間隔大于該設備閉鎖時長Tlock,i，2)已動作次數Nact,i不大于動作次數限值Nlmt,i；(4)判斷是否有狀態為開放的設備，若有則針對步驟(3)中被標記為開放的設備，根據步驟(2)中獲取的Qt、Ut及步驟(1)中設置的AVC控制策略，下發動作指令，并標記動作的設備為動作；否則，進入步驟(8)；(5)獲取時間提前量△t時間段內的節點電壓與關口無功的m維列向量U與Q，其中，m為△t時間段內測量裝置所采集到的數據個數；(6)計算U與Q的偏差率，分別為Vb-U％、Vb-Q％；(7)針對步驟(4)中被標記為動作的各設備i，計算并更新閉鎖時長Tlock,i，更新動作時間Td,i為T1，已動作次數Nact,i自增1。(8)啟動下一時刻的控制，進入步驟(2)。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述關口是指區域性電網之間電力設備資產和經營管理范圍的分界處。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述節點是指變電站中考核電壓質量的母線。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述AVC策略是指變電站電壓無功綜合控制策略，當無功/電壓運行在不同區間時，對無功/電壓調控設備采取不同的動作，實現無功/電壓合格的目的，現在常用的策略有九區圖策略、十七區圖策略、二十一區圖策略等。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述越限是指獲取的關口無功或節點電壓不在運行人員的設定范圍內。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述設備是指變電站內的無功電壓調節設備，包括但不限于主變、電容器、電抗器等。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述閉鎖是指禁止無功電壓調節設備動作。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述偏差率的計算方法為：對于m維有序列向量N，其偏差率Vb-N％為：式中，部分表示有序列向量N的前后兩個元素之差的均方根，對于實際所采集的運行數據的序列，能反映其中各相鄰時間點數據偏差的總體情況；部分表示有序列向量N的算數平均數；全式即表示相鄰數據偏差量相對數據整體水平的比重，即為偏差率。上述的考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略中，所述閉鎖時長的計算方法為：式中，Vb-k％為偏差率基準值，推薦取15％，max(a,b)表示取a,b二者的最大值，M(T1)表示從0時開始到T1時刻所經歷的時間，且該時間以分鐘為單位。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：(1)在變電站無功電壓控制的關口無功和節點電壓二維變量的基礎上，增加了時間變量，并根據偏差率的不同，動態調整設備閉鎖時長，以彌補目前變電站無功電壓控制策略對大波動負荷適應性較差的問題；(2)提出的偏差率的計算方式既反映了數據相鄰時間點的累計偏差量，又能體現出各時間點數據與平均水平的偏差，對于設備閉鎖時長的計算具有較好的指導意義，避免了目前控制策略中只按固定值設置設備閉鎖時長的問題，能更加靈活地適應電網中的各種運行狀態，提高電網運行的安全性與經濟性。附圖說明圖1是考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制策略的流程示意圖。圖2是某110kV變電站接線示意圖。圖3是實測某110kV變電站負荷曲線圖。具體實施方式以下結合附圖和實例對本專利技術的具體實施做進一步說明。圖1反映了考慮動態閉鎖時長的本地無功電壓控制策略的具體實施流程。考慮動態閉鎖時長的本地無功電壓控制策略包括：(1)設置默認AVC策略、時間提前量△t，獲取控制單元內各無功電壓調節設備編號i(i＝1…n)、各自動作次數限值Nlmt,i，初始化各無功電壓調控設備閉鎖時長Tlock,i為0、上一次動作時間Td,i為當前時間、已動作次數Nact,i為0；(2)獲取當前關口無功Qt與節點電壓Ut，判斷是否越限；若是，進入步驟(3)；若無，進入步驟(8)；(3)獲取當前時間T1，針對控制單元內各無功電壓調節設備i，若其同時滿足以下條件，則設置該設備狀態為開放，否則設置該設備狀態為閉鎖：1)T1與該設備上一次動作時間Td,i間隔大于該設備閉鎖時長Tlock,i，2)已動作次數Nact,i不大于動作次數限值Nlmt,i；(4)判斷是否有狀態為開放的設備，若有則針對步驟(3)中被標記為開放的設備，根據步驟(2)中獲取的Qt、Ut及步驟(1)中設置的AVC控制策略，下發動作指令，并標記動作的設備為動作；否則，進入步驟(8)；(5)獲取時間提前量△t時間段內的節點電壓與關口無功的m維列向量U與Q，其中，m為△t時間段內測量裝置所采集到的數據個數；(6)計算U與Q的偏差率，分別為Vb-U％、Vb-Q％；(7)針對步驟(4)中被標記為動作的各設備i，計算并更新閉鎖時長Tlock,i，更新動作時間Td,i為T1，已動作次數Nact,i自增1。(8)啟動下一時刻的控制，進入步驟(2)。以下是本專利技術方法的一個實際算例，以某110kV電網威力進行仿真計算，圖2顯示了該電網的拓撲結構。(1)設置默認AVC策略為九區圖策略，時間提前量△t為1小時，控制單元內的無功電壓調節設備為一臺主變與一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制方法，其特征在于包括以下步驟：(1)設置默認AVC策略、時間提前量△t，獲取控制單元內各無功電壓調節設備編號i、各無功電壓調節設備動作次數限值N

【技術特征摘要】
1.一種考慮動態閉鎖時長的變電站無功電壓控制方法，其特征在于包括以下步驟：(1)設置默認AVC策略、時間提前量△t，獲取控制單元內各無功電壓調節設備編號i、各無功電壓調節設備動作次數限值Nlmt,i，初始化各無功電壓調控設備的閉鎖時長Tlock,i為0、上一次動作時間Td,i為當前時間、已動作次數Nact,i為0；所述i＝1～n，n為無功電壓調節設備總數；(2)獲取當前關口無功Qt與節點電壓Ut，判斷是否越限；若是，進入步驟(3)；若無，進入步驟(8)；(3)獲取當前時間T1，針對所述控制單元內各無功電壓調節設備i，若其同時滿足以下條件，則設置該無功電壓調節設備i狀態為開放，否則設置該設備狀態為閉鎖：1)T1與該無功電壓調節設備i上一次動作時間Td,i間隔大于該設備閉鎖時長Tlock,i，2)已動作次數Nact,i不大于動作次數限值Nlmt,i；(4)判斷是否有狀態為開放的設備，若有則針對步驟(3)中被標記為開放的設備，根據步驟(2)中獲取的Qt、Ut及步驟(1)中設置的AVC控制策略，下發動作指令，并標記動作的無功電壓調節設備為動作；否則，進入步驟(8)；(5)分別獲取時間提前量△t時間段內的節點電壓的m維列向量U與關口無功的m維列向量Q，其中，m為△t時間段內測量裝置所采集到的數據個數；(6)計算U與Q的偏差率，分別為Vb-U％、Vb-Q％；(7)針對步驟(4)中被標記為動作的各無功電壓調節設備，計算并更新閉鎖時長Tlock,i，更新動作時間Td,i為T1，已動作次數Nact,i自增1；(8)啟動下一時刻的控制，進入步驟(2)。2.根據權利要求1所述的考慮動態閉鎖時長的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉軒，李峰，張勇軍，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：廣東,44