專利名稱：一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動電壓控制領(lǐng)域，尤其涉及用于電網(wǎng)無功、電壓閉環(huán)優(yōu)化控制的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，電力用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高；電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展壯大，驅(qū)使電網(wǎng)電壓由分散的區(qū)域性控制向統(tǒng)一的全網(wǎng)控制的要求越來越迫切，亦即自動電壓控制。電網(wǎng)統(tǒng)一的的自動電壓控制是無功電壓控制中追求的最高級形式，其優(yōu)點在于在保證電壓水平前提下，提高有功傳輸能力，并使系統(tǒng)的無功資源達到優(yōu)化配置，但由于電壓、無功自身特有的非線性特性，使其實現(xiàn)起來有其相當?shù)膹?fù)雜度。專利號為CN03117719. O的中國專利“電力系統(tǒng)自動電壓控制方法”，雖然公開了一種地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制方法，給出了控制區(qū)域劃分后的無功設(shè)備工作方式的自動控制器設(shè)計，但其存在缺少控制區(qū)域劃分合理性分析和缺少與上級電網(wǎng)協(xié)調(diào)等不足，更沒有體現(xiàn)電網(wǎng)統(tǒng)一情況下的自動電壓控制方法。專利號為CN201010291701. 7的中國專利“電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)量設(shè)計方法及其實施方法”，雖然給出了一種電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)量設(shè)計方法及其實施方法，給出了電壓區(qū)域控制偏差的定義并將其作為協(xié)調(diào)量以協(xié)調(diào)電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)，但其缺乏對電壓、無功自身的非線性特性的認識，沒有從整體上給出自動電壓控制方法，難以滿足工程實際要求。專利號為CN200910091358. 9的中國專利“基于雙向協(xié)調(diào)約束的省級與地區(qū)電網(wǎng)協(xié)調(diào)電壓控制方法”，雖然給出了一種基于雙向協(xié)調(diào)約束的省級電網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)協(xié)調(diào)電壓控制方法，選擇省級電網(wǎng)與地區(qū)各電網(wǎng)分界處變電站的變壓器高壓側(cè)無功作為省級電網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)變量，但是該方法沒有實現(xiàn)省級電網(wǎng)同地區(qū)電網(wǎng)電壓控制系統(tǒng)間的互動，難以實現(xiàn)全局的經(jīng)濟性和安全性等方面的協(xié)調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，為大電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)的工程實踐提供設(shè)計思想，為電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行提供技術(shù)支撐。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，它利用能量管理系統(tǒng)，采用三級控制、全局閉環(huán)控制模式，對電網(wǎng)節(jié)點負荷進行立體化預(yù)測以把握未來周期內(nèi)電網(wǎng)各節(jié)點無功、電壓變化規(guī)律，利用系統(tǒng)級無功優(yōu)化方法進行優(yōu)化電壓控制決策，并按照地域內(nèi)分層、層中分區(qū)和時域內(nèi)分級的過程實施電壓控制。所述三級控制是指根據(jù)前瞻時間按照秒級、分鐘級、小時級分為三級，即一級電壓控制、二級電壓控制和三級電壓控制；
所述全局閉環(huán)控制模式是指按照分解協(xié)調(diào)的方法，時間級由遠及近的順序，在整個電網(wǎng)調(diào)度管轄范圍內(nèi)實施閉環(huán)控制。所述節(jié)點負荷的立體化預(yù)測是以與三級電壓控制模式相對應(yīng)的分級負荷有功功率總量預(yù)報為基礎(chǔ)，按照能量流拓撲以利用負荷總量與各層各區(qū)節(jié)點間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從整體分析電網(wǎng)節(jié)點有功負荷的變化規(guī)律，并利用有功、無功以及功率因數(shù)間的關(guān)系間接預(yù)測未來周期內(nèi)電網(wǎng)各節(jié)點無功、電壓變化規(guī)律；所述與三級電壓控制模式相對應(yīng)的分級負荷有功功率總量預(yù)報是指在三級電壓控制中配套實施相應(yīng)時間級的短期負荷預(yù)報，二級電壓控制對應(yīng)其相應(yīng)時間級的超短期負荷預(yù)報或狀態(tài)預(yù)估，對于未能預(yù)知的快速的負荷波動則由一級電壓控制來處理；所述系統(tǒng)級無功優(yōu)化是指伴隨著自動電壓控制三級控制模式的實施，基于負荷預(yù)測的結(jié)果，按照地域內(nèi)分層、層中分區(qū)方式，采用分解協(xié)調(diào)的方法進行無功優(yōu)化；所述地域內(nèi)分層是指按照電壓等級分層，每一電壓等級視為一層，各層之間通過無功支撐點作為協(xié)調(diào)量進行層間反復(fù)循環(huán)折中協(xié)調(diào)，直至達到無縫對接；所述無功支撐點是指把具有無功調(diào)節(jié)能力的一個廠或站及其所有無功調(diào)節(jié)設(shè)備的整體作為為單位的無功功率控制點；所述層中分區(qū)是指基于廠、站概念，將層內(nèi)的發(fā)電廠、變電站或開關(guān)站與網(wǎng)絡(luò)在連接母線處分解，從而形成只包含輸電線路的網(wǎng)絡(luò)主系統(tǒng)和諸多個廠、站子系統(tǒng)，并將廠、站子系統(tǒng)在分解點等值后，對主系統(tǒng)進行無功優(yōu)化，將優(yōu)化后的分解點狀態(tài)信息提供給子系統(tǒng)，判斷子系統(tǒng)能否提供實現(xiàn)這個優(yōu)化信息的控制條件，如此循環(huán)，直至協(xié)調(diào)量達到無縫對接；所述時域內(nèi)分級是指三級電壓控制模式在時間上相互配合，三級控制啟動周期為小時級，按粗細結(jié)合的不等時段劃分原則；二級控制的啟動周期為分鐘級，以同步發(fā)電機自動電壓調(diào)節(jié)器為主的一級控制的響應(yīng)周期為秒級，從而保證控制時間常數(shù)依次遞減，使控制在時間上得以解耦。本發(fā)明的有益效果1.用于省級或地區(qū)級電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)的設(shè)計指導(dǎo)，側(cè)重從系統(tǒng)的功能框架、系統(tǒng)的控制模式和控制算法給以設(shè)計指導(dǎo)。2.用于指導(dǎo)現(xiàn)有運行的自動電壓控制系統(tǒng)的升級改造，側(cè)重從實施的可行性、控制的模式和控制算法的收斂可靠性方面予以指導(dǎo)。3.用于指導(dǎo)電網(wǎng)公司節(jié)能降損、提高經(jīng)濟效益和提高電網(wǎng)運行的安全性和可靠性。


圖1是自動電壓控制的三級控制模式示意圖；圖2是分解協(xié)調(diào)的自動電壓控制框架示意圖；圖3A、3B是分解協(xié)調(diào)方法原理說明圖；其中，101 電網(wǎng)無功優(yōu)化控制模塊；102 層間設(shè)定值；103 層內(nèi)無功優(yōu)化或?qū)觾?nèi)區(qū)域無功優(yōu)化的控制器；104 主導(dǎo)點設(shè)定值；105 廠或站的自動控制裝置；106 三級電壓控制；107 二級電壓控制；108 一級電壓控制；201 能量管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)；202 能量管理系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫；203 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和狀態(tài)估計數(shù)據(jù)模塊；204 繪圖系統(tǒng)；205 負荷預(yù)測或狀態(tài)估計和預(yù)估模塊；206 廠站接線分析或系統(tǒng)接線分析模塊；207 潮流計算模塊；208 分解協(xié)調(diào)的無功優(yōu)化模塊；209 電網(wǎng)分層模塊；210 層內(nèi)分解協(xié)調(diào)模塊；211 層間分解協(xié)調(diào)模塊；212 下達控制指令模塊；301 第一廠站；302 母線a ；303 網(wǎng)絡(luò)；304 母線b ；305 第二廠站；401 第一子系統(tǒng)；402 母線a, ；403 母線a ；404 主系統(tǒng)；405 母線b ；406 母線b' ；407 第二子系統(tǒng)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。首先闡述電網(wǎng)統(tǒng)一的的自動電壓控制的三級控制模式，請參考圖1。如圖1所示，三級控制模式包括一級電壓控制108、二級電壓控制107和三級電壓控制106。其中，所述電網(wǎng)無功優(yōu)化控制模塊101包括若干個層內(nèi)無功優(yōu)化或?qū)觾?nèi)區(qū)域無功優(yōu)化的控制器103，所述層內(nèi)無功優(yōu)化或?qū)觾?nèi)區(qū)域無功優(yōu)化的控制器103包括若干廠或站的自動控制裝置105 ;所述電網(wǎng)無功優(yōu)化控制模塊101和層內(nèi)無功優(yōu)化或?qū)觾?nèi)區(qū)域無功優(yōu)化的控制器103之間由層間設(shè)定值102協(xié)調(diào)；所述層內(nèi)無功優(yōu)化或?qū)觾?nèi)區(qū)域無功優(yōu)化的控制器103與廠或站的自動控制裝置105之間由主導(dǎo)點設(shè)定值104協(xié)調(diào)；所述若干電網(wǎng)無功優(yōu)化控制模塊101構(gòu)成了三級電壓控制106 ;所述若干層內(nèi)無功優(yōu)化或?qū)觾?nèi)區(qū)域無功優(yōu)化的控制器103構(gòu)成了二級電壓控制107 ;所述若干廠或站的自動控制裝置105構(gòu)成了一級電壓控制108。一級電壓控制108由具有一定無功電壓支撐能力的廠或站的自動控制裝置105，如發(fā)電廠自動電壓調(diào)節(jié)器和變電站電壓無功控制器等組成，屬本地控制，僅用本地的信息。控制時間常數(shù)一般為幾秒。在這級控制中，控制設(shè)備通過保持輸出變量盡可能地接近其整定值來補償電壓的快速和隨機的變化。二級電壓控制107由不同的層組成，層內(nèi)分區(qū)，每一層包括若干個層內(nèi)無功優(yōu)化或?qū)觾?nèi)區(qū)域無功優(yōu)化的控制器103 ;通過修改一級電壓控制設(shè)備的的整定值來協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)一級控制器的行為?？刂茣r間常數(shù)為幾十秒到分鐘級，控制的主要目的是保證層內(nèi)主導(dǎo)節(jié)點電壓等于主導(dǎo)點設(shè)定值104。由超前負荷預(yù)報和狀態(tài)估計的有機結(jié)合，進行分解協(xié)調(diào)的優(yōu)化，主要針對具備連續(xù)調(diào)節(jié)能力的設(shè)備，提供保持電壓水平的廠站控制策略。二級電壓控制107基于潮流雅可比陣最小特征值的決策法或基于優(yōu)化后拉格郎日乘子的分析法等電氣距離分析法選擇主導(dǎo)節(jié)點。三級電壓控制106以能量管理系統(tǒng)作為決策支持系統(tǒng)，以負荷有功功率總量預(yù)報為基礎(chǔ)，間接預(yù)測未來一周期內(nèi)電網(wǎng)各節(jié)點無功、電壓變化規(guī)律，以全系統(tǒng)的經(jīng)濟運行為優(yōu)化目標，并考慮安全性指標，最后給出層間聯(lián)系設(shè)定值，供二級電壓控制107使用。在三級電壓控制106中充分考慮到協(xié)調(diào)的因素，利用整個系統(tǒng)的全局信息來進行優(yōu)化計算，它的時間常數(shù)在十幾分鐘到小時級。三級電壓控制106基于負荷預(yù)測結(jié)果，具有前瞻性，且各級都有各自的控制目標，下級控制以上級控制的輸出作為自己的控制目標，通過分層分級，很自然地實現(xiàn)了電壓的多目標控制。
接下來結(jié)合圖2說明分解協(xié)調(diào)的自動電壓控制框架。能量管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)201將數(shù)據(jù)信息分別傳輸給能量管理系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫202和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和狀態(tài)估計數(shù)據(jù)模塊203，所述網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和狀態(tài)估計數(shù)據(jù)模塊203將數(shù)據(jù)傳輸給廠站接線分析或系統(tǒng)接線分析模塊206，所述廠站接線分析或系統(tǒng)接線分析模塊206將數(shù)據(jù)傳輸給潮流計算模塊207、分解協(xié)調(diào)的無功優(yōu)化模塊208的電網(wǎng)分層模塊209、負荷預(yù)測或狀態(tài)估計和預(yù)估模塊205，所述分解協(xié)調(diào)的無功優(yōu)化模塊208內(nèi)的電網(wǎng)分層模塊209將數(shù)據(jù)傳輸給分解協(xié)調(diào)的無功優(yōu)化模塊208的層內(nèi)分解協(xié)調(diào)模塊210和層間分解協(xié)調(diào)模塊211，所述層內(nèi)分解協(xié)調(diào)模塊210將數(shù)據(jù)傳輸給層間分解協(xié)調(diào)模塊211。所述層間分解協(xié)調(diào)模塊211將數(shù)據(jù)傳輸給下達控制指令模塊212，所述能量管理系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫202將數(shù)據(jù)傳輸給負荷預(yù)測或狀態(tài)估計和預(yù)估模塊205，所述負荷預(yù)測或狀態(tài)估計和預(yù)估模塊205將數(shù)據(jù)傳輸給電網(wǎng)分層模塊209，所述網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和狀態(tài)估計數(shù)據(jù)模塊203還接收來自繪圖系統(tǒng)204的數(shù)據(jù)?；谒鲭娋W(wǎng)統(tǒng)一的分解協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法設(shè)計的電壓控制系統(tǒng)以現(xiàn)有的能量管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并通過數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)獲取遙測、遙信數(shù)據(jù)，并通過其下發(fā)遙控遙調(diào)指令，其通訊方式可為104規(guī)約或IEC61970協(xié)議，不建議采用延時較長的E格式文件交互。電壓優(yōu)化控制計算依賴于以網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和狀態(tài)估計數(shù)據(jù)模塊203為基礎(chǔ)的廠站接線分析和系統(tǒng)接線分析，該分析可由基于堆棧技術(shù)的拓撲分析方法或由拓撲分析的聞斯消元算法完成。自動電壓控制系統(tǒng)中最核心部分為分解協(xié)調(diào)的無功優(yōu)化模塊208，該無功優(yōu)化模塊基于分解協(xié)調(diào)思想實現(xiàn)。若將同一電壓等級構(gòu)成的電網(wǎng)稱為網(wǎng)絡(luò)層，附在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層的發(fā)電廠或變電站或開關(guān)站稱為廠、站區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)層中純由輸電線路構(gòu)成的集合稱為網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，則分解是指將廠、站區(qū)域從網(wǎng)絡(luò)層中分離出來，由此構(gòu)成以網(wǎng)絡(luò)區(qū)域為主系統(tǒng)404，以廠、站區(qū)域為子系統(tǒng)的單獨分離處理問題模式，如圖3A所示，第一廠站301通過母線a302與網(wǎng)絡(luò)303連接，第二廠站305通過母線b304與網(wǎng)絡(luò)303連接；按分解協(xié)調(diào)的原理，將主系統(tǒng)404與子系統(tǒng)間關(guān)聯(lián)點(如母線a和b)作為分解與協(xié)調(diào)點，如圖3B所示，其將圖3A中母線a302拆分成了母線a403與母線a' 402，將圖3A中母線a304拆分成了母線a405與母線b' 406，第一子系統(tǒng)401與母線a' 402連接，第二子系統(tǒng)407與母線b' 406連接；主系統(tǒng)404與母線a403和母線b405連接；母線a403與母線a' 402關(guān)聯(lián)；母線b405與母線b/ 406關(guān)聯(lián)，而協(xié)調(diào)則是指子系統(tǒng)與主系統(tǒng)404在滿足主系統(tǒng)404 —定優(yōu)化目標下使其子系統(tǒng)與主系統(tǒng)404無縫連接的處理手段?；谀芰抗芾硐到y(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫202實施短期的負荷預(yù)測，如日負荷預(yù)測?；陬A(yù)測結(jié)果進行對應(yīng)時間級的動態(tài)無功優(yōu)化，以全系統(tǒng)的經(jīng)濟運行為目標，充分考慮安全約束，決策層間聯(lián)系設(shè)定值，供二級電壓控制107使用?；谀芰抗芾硐到y(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫202和當前運行數(shù)據(jù)實施超短期的負荷預(yù)測，如半小時超短期負荷預(yù)測或狀態(tài)預(yù)估，基于其結(jié)果進行對應(yīng)時間級的動態(tài)無功優(yōu)化，優(yōu)先保證安全指標，兼顧追求經(jīng)濟性，綜合決策一級電壓控制器的整定值。山東電網(wǎng)的自動電壓控制是指對220kV及以上系統(tǒng)無功電壓的自動控制。按分解協(xié)調(diào)的原理，將山東電網(wǎng)在地域內(nèi)分為三個層次(500kV層、220kV層及配電層)、在時域內(nèi)分為三個時間級(秒至分鐘的控制時間級、5 30分鐘準控制時間級及24小時的日調(diào)度時間級)進行分解協(xié)調(diào)。各層以對應(yīng)電壓等級的網(wǎng)絡(luò)層為主系統(tǒng)404，以對應(yīng)電壓等級的子系統(tǒng)為子系統(tǒng)，以進行分解協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。三級電壓控制106基于日負荷預(yù)測進行動態(tài)無功優(yōu)化，動態(tài)無功優(yōu)化的實現(xiàn)基于遺傳算法和改進的非線性原對偶內(nèi)點法的混合算法，決策各無功調(diào)節(jié)設(shè)備的基點位置和主導(dǎo)節(jié)點的整定目標值。二級電壓控制107基于30min時間級的超前負荷預(yù)測以進行動態(tài)無功優(yōu)化，動態(tài)無功優(yōu)化的實現(xiàn)基于改進的非線性原對偶內(nèi)點法，決策各無功調(diào)節(jié)設(shè)備出力和主導(dǎo)節(jié)點整定目標值的修正量。一級電壓控制108由發(fā)電機自動電壓調(diào)節(jié)器和變電站的電壓無功控制器完成。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，它利用能量管理系統(tǒng)，采用三級控制、全局閉環(huán)控制模式，對電網(wǎng)節(jié)點負荷進行立體化預(yù)測以把握未來周期內(nèi)電網(wǎng)各節(jié)點無功、電壓變化規(guī)律，利用系統(tǒng)級無功優(yōu)化方法進行優(yōu)化電壓控制決策，并按照地域內(nèi)分層、層中分區(qū)和時域內(nèi)分級的過程實施電壓控制。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，所述三級控制是指根據(jù)前瞻時間按照秒級、分鐘級、小時級分為三級，即一級電壓控制、二級電壓控制和三級電壓控制； 所述全局閉環(huán)控制模式是指按照分解協(xié)調(diào)的方法，時間級由遠及近的順序，在整個電網(wǎng)調(diào)度管轄范圍內(nèi)實施閉環(huán)控制。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，所述節(jié)點負荷的立體化預(yù)測是以與三級電壓控制模式相對應(yīng)的分級負荷有功功率總量預(yù)報為基礎(chǔ)，按照能量流拓撲以利用負荷總量與各層各區(qū)節(jié)點間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從整體把握電網(wǎng)節(jié)點有功負荷的變化規(guī)律，并利用有功、無功以及功率因數(shù)間的關(guān)系間接預(yù)測未來周期內(nèi)電網(wǎng)各節(jié)點無功、電壓變化規(guī)律。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，所述系統(tǒng)級無功優(yōu)化是指伴隨著自動電壓控制三級控制模式的實施，基于負荷預(yù)測的結(jié)果，按照地域內(nèi)分層、層中分區(qū)方式，采用分解協(xié)調(diào)的方法進行無功優(yōu)化。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，所述地域內(nèi)分層是指按照電壓等級分層，每一電壓等級視為一層，各層之間通過無功支撐點作為協(xié)調(diào)量進行層間反復(fù)循環(huán)折中協(xié)調(diào)，直至達到無縫對接；所述無功支撐點是指把具有無功調(diào)節(jié)能力的一個廠或站及其所有無功調(diào)節(jié)設(shè)備的整體作為為單位的無功功率控制點。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，所述層中分區(qū)是指 基于廠、站概念，將層內(nèi)的發(fā)電廠、變電站或開關(guān)站與網(wǎng)絡(luò)在連接母線處分解，從而形成只包含輸電線路的網(wǎng)絡(luò)主系統(tǒng)和諸多個廠、站子系統(tǒng)，并將廠、站子系統(tǒng)在分解點等值后，對主系統(tǒng)進行無功優(yōu)化，將優(yōu)化后的分解點狀態(tài)信息提供給子系統(tǒng)，判斷子系統(tǒng)能否提供實現(xiàn)這個優(yōu)化信息的控制條件，如此循環(huán)，直至協(xié)調(diào)量達到無縫對接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，所述時域內(nèi)分級是指三級電壓控制模式在時間上相互配合，三級控制啟動周期為小時級，按粗細結(jié)合的不等時段劃分原則；二級控制的啟動周期為分鐘級，以同步發(fā)電機自動電壓調(diào)節(jié)器為主的一級控制的響應(yīng)周期為秒級，從而保證控制時間常數(shù)依次遞減，使控制在時間上得以解耦。
8.如權(quán)利要求2所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是， 所述一級電壓控制由具有無功電壓支撐能力的廠站綜合自動控制裝置通過保持輸出變量盡可能地接近設(shè)定值來補償難以預(yù)知的負荷擾動引起的電壓變化，控制時間常數(shù)為秒級； 所述二級電壓控制分層分區(qū)，由超前負荷預(yù)報和狀態(tài)估計的有機結(jié)合，進行分解協(xié)調(diào)的優(yōu)化，基于電氣距離分析法選擇主導(dǎo)節(jié)點，通過修改一級控制器的整定值來協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)一級控制器的行為以保證層內(nèi)主導(dǎo)節(jié)點電壓等于設(shè)定值，控制時間常數(shù)為幾十秒到分鐘級；所述電氣距離分析法是指潮流雅可比陣最小特征值的決策法或基于優(yōu)化后拉格郎日乘子的分析法； 所述三級電壓控制以負荷有功功率總量預(yù)報為基礎(chǔ)，間接預(yù)測未來一周期內(nèi)電網(wǎng)各節(jié)點無功、電壓變化規(guī)律，以全系統(tǒng)的經(jīng)濟運行為優(yōu)化目標，并考慮安全性指標，給出層間聯(lián)系設(shè)定值，供二級電壓控制使用，其時間常數(shù)在十幾分鐘到小時級。
9.如權(quán)利要求3所述的一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法，其特征是，所述與三級電壓控制模式相對應(yīng)的分級負荷有功功率總量預(yù)報是指在三級電壓控制中配套實施相應(yīng)時間級的短期負荷預(yù)報，二級電壓控制對應(yīng)其相應(yīng)時間級的超短期負荷預(yù)報或狀態(tài)預(yù)估，對于未能預(yù)知的快速 的負荷波動則由一級電壓控制來處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)統(tǒng)一的分層分級協(xié)調(diào)的自動電壓控制方法,基于能量管理系統(tǒng)，利用三級控制模式、分解協(xié)調(diào)的全局閉環(huán)控制模式，進行節(jié)點負荷的立體化預(yù)測，采用系統(tǒng)級無功優(yōu)化技術(shù)，分析電力系統(tǒng)無功電壓的變化規(guī)律，根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度自上而下的控制方法，按照地域內(nèi)分層、層中分區(qū)和時域內(nèi)分級的過程實施。本發(fā)明為電網(wǎng)統(tǒng)一的自動電壓控制系統(tǒng)的工程實踐提供設(shè)計思想，為電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行提供技術(shù)支撐。
文檔編號H02J3/16GK103078328SQ20121057219
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者郭志紅, 王興照, 王慶玉 申請人:山東電力集團公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司