一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法，包括如下步驟：采集全網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)，進行狀態(tài)估計；將全網(wǎng)分為多個控制區(qū)域，對各控制區(qū)域的量測質(zhì)量進行可信度判斷，將控制區(qū)域分為量測可信區(qū)域和量測不可信區(qū)域；對量測可信區(qū)域進行合并，建立三級電壓控制的全局無功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量；將量測不可信區(qū)域降為二級電壓控制，建立基于靈敏度的二級電壓控制模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量；根據(jù)求得的各受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量，下達指令進行電壓控制。本發(fā)明充分考慮了量測質(zhì)量對控制策略正確性的影響，避免了不可信量測對整體控制策略造成干擾，從而有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運行。
【專利說明】一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法，屬于電力系統(tǒng)調(diào)度【技術領域】。
【背景技術】
[0002]自動電壓控制(Automatic Voltage Control)是指在正常運行情況下,通過實時監(jiān)視電網(wǎng)無功和電壓的情況，進行在線優(yōu)化計算，分層分區(qū)域控制電網(wǎng)無功電源和相關設備，優(yōu)化無功潮流分布，達到全網(wǎng)電壓合格和全網(wǎng)有功損耗最小的目的?，F(xiàn)有的自動電壓控制包括一級電壓控制(PVC, Primary Voltage Control)、二級電壓控制(SVC, SecondaryVoltage Control)和三級電壓控制(TVC, Tertiary Voltage Control)。
[0003]三級電壓控制作為最高一層電壓控制，以全網(wǎng)的經(jīng)濟運行為優(yōu)化目標，并考慮各種安全穩(wěn)定性指標，通過優(yōu)化算法最終給出各區(qū)域中樞母線幅值的最優(yōu)參考值。三級電壓控制實際上是一種最優(yōu)潮流控制模式，只不過其目標函數(shù)和約束條件比較特殊。
[0004]三級電壓控制模式最早是由法國電力集團(EDF)于上世紀70年代提出的，歷經(jīng)四十余年的研究、開發(fā)和應用，是目前國際上公認的最先進的電壓控制技術。三級電壓無功優(yōu)化控制具有以下優(yōu)點:(I)合理地確定了各級控制的響應時間，通過時間解耦，一方面保證了各級控制作用之間不會相互干擾，另一方面系統(tǒng)地實現(xiàn)了多目標控制。(2)利用無功電壓的局域性，在二級區(qū)域解耦控制中只利用了區(qū)域內(nèi)少量關鍵的SCADA量測，有效降低了控制系統(tǒng)對狀態(tài)估計等基礎網(wǎng)絡分析軟件的依賴性，提高了優(yōu)化控制的可靠性和實現(xiàn)的可行性。
[0005]我國從上世紀九十年代末，首先在地區(qū)電網(wǎng)陸續(xù)展開了 AVC系統(tǒng)的研制和應用，取得了一定的成果。二十一世紀初，我國開始了省級無功電壓優(yōu)化控制系統(tǒng)的研制和應用。2003年，福建省AVC系統(tǒng)研制成功，并投入運行。這是我國最早的省網(wǎng)AVC系統(tǒng)，采用的是兩級控制模式。另外，江蘇省AVC系統(tǒng)提出并實現(xiàn)了基于電壓無功優(yōu)化和在線自適應分區(qū)的“軟”三級電壓控制模式，降低了優(yōu)化控制對狀態(tài)估計和電壓無功優(yōu)化的依賴性，是目前我國最為先進的電壓控制技術。但是，現(xiàn)有三級電壓控制模式所存在的不足在于:沒有考慮到各區(qū)域量測質(zhì)量的可信度，往往直接采用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)所采集的量測結果作為可信數(shù)據(jù)進行電壓無功控制。這就忽略了量測質(zhì)量對電壓無功控制的影響，從而對區(qū)域電力系統(tǒng)的安全可靠運行造成了威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法。
[0007]為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術方案:
[0008]一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法，包括如下步驟:
[0009]S1.采集全網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)，進行狀態(tài)估計；[0010]S2.將所述全網(wǎng)分為多個控制區(qū)域，對各所述控制區(qū)域的量測質(zhì)量進行可信度判斷，將所述控制區(qū)域分為量測可信區(qū)域和量測不可信區(qū)域；
[0011]S3.對所述量測可信區(qū)域進行合并，建立三級電壓控制的全局無功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量；
[0012]S4.將所述量測不可信區(qū)域降為二級電壓控制，建立基于靈敏度的二級電壓控制模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量；
[0013]S5.根據(jù)求得的各受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量，下達指令進行電壓控制。
[0014]其中較優(yōu)地，在步驟S2中，所述量測可信區(qū)域滿足如下各項標準:
[0015](I)該控制區(qū)域內(nèi)每個中樞母線的電壓量測為可信量測；
[0016](2)該控制區(qū)域內(nèi)每個控制機組的有功、無功量測為可信量測；
[0017](3)該控制區(qū)域內(nèi)其它的有功、無功和電壓量測均為可信量測；
[0018](4)該控制區(qū)域內(nèi)所有有功、無功和電壓量測的整體水平好。
[0019]其中較優(yōu)地，在步驟S2中，所述控制區(qū)域如果不能滿足其中任何一項標準，則為量測不可信區(qū)域。
[0020]其中較優(yōu)地，在步驟S3中，全局無功優(yōu)化模型的目標函數(shù)包括:
[0021]I)電壓偏差最??；
[0022]2)有功網(wǎng)損最??；
[0023]3)區(qū)域發(fā)電機無功備用最大化；
[0024]4)發(fā)電機運行深度最小化；
[0025]所述全局無功優(yōu)化模型的總目標函數(shù)為上述各目標函數(shù)的加權和函數(shù)。
[0026]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明充分考慮到各區(qū)域的量測質(zhì)量，對于量測可信區(qū)域，整體采用全局無功優(yōu)化的控制方法，能夠提高控制策略的準確性；對于量測不可信區(qū)域，獨立地在區(qū)域內(nèi)部進行基于靈敏度的二級電壓控制，既避免了不可信量測對整體控制策略造成干擾，同時也能確保該區(qū)域內(nèi)部能進行有效的電壓控制，從而有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明所提供的三級電壓控制方法的流程示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明中，區(qū)域可信量測度判斷的流程示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明中，合并可信量測區(qū)域的等效電路示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明提出了一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法，包括如下的步驟:
[0032]S1.采集全網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)，進行狀態(tài)估計；
[0033]S2.將所述全網(wǎng)分為N個控制區(qū)域，對各控制區(qū)域的量測質(zhì)量進行可信度判斷，將控制區(qū)域分為量測可信區(qū)域和量測不可信區(qū)域；
[0034]S3.對量測可信區(qū)域進行合并，建立三級電壓控制的全局無功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量；
[0035]S4.將量測不可信區(qū)域降為二級電壓控制，建立基于靈敏度的二級電壓控制模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量；
[0036]S5.根據(jù)所求得的各受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量，下達指令進行電壓控制。
[0037]下面首先說明步驟SI和S2的具體實現(xiàn)過程。如圖2所示，假定通過SCADA系統(tǒng)遙測得到的實時數(shù)據(jù)為z (包括節(jié)點注入有功和無功、支路有功和無功、節(jié)點電壓幅值)，對
實時數(shù)據(jù)進行狀態(tài)估計得到的狀態(tài)估計值為f則殘差為r = z - z
[0038]在本發(fā)明中，設定“好量測”的標準:該量測的殘差《某一門檻值ε，ε與不同量測類型以及不同電壓等級量測儀表的精度相關。利用“好量測”的標準，可以對每個區(qū)域內(nèi)的量測質(zhì)量可信度進行判別:
[0039]標準Α.該區(qū)域內(nèi)每個中樞母線的電壓量測均為可信量測，即IVbus
[0040]標準B.該區(qū)域內(nèi)每個控制機組的有功、無功量測均為可信量測，即rP，Q_gm ^ε1；
[0041]標準C.該區(qū)域內(nèi)其它的有功、無功和電壓量測均為可信量測，即rP，av_else ^ ε2；
[0042]標準D.該區(qū)域內(nèi)所有有功、無功和電壓量測的整體水平好，利用殘差的均方根進
行判別，即
【權利要求】
1.一種基于量測質(zhì)量可信度判斷的三級電壓控制方法，其特征在于包括以下步驟: S1.采集全網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)，進行狀態(tài)估計； s2.將所述全網(wǎng)分為多個控制區(qū)域，對各所述控制區(qū)域的量測質(zhì)量進行可信度判斷，將所述控制區(qū)域分為量測可信區(qū)域和量測不可信區(qū)域； s3.對所述量測可信區(qū)域進行合并，建立三級電壓控制的全局無功優(yōu)化模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量； s4.將所述量測不可信區(qū)域降為二級電壓控制，建立基于靈敏度的二級電壓控制模型并求解受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量； s5.根據(jù)求得的各受控發(fā)電機的無功調(diào)節(jié)向量，下達指令進行電壓控制。
2.如權利要求1所述的三級電壓控制方法，其特征在于步驟S2中，所述量測可信區(qū)域滿足如下各項標準: (1)該控制區(qū)域內(nèi)每個中樞母線的電壓量測為可信量測，即rv_bus^ε1； (2)該控制區(qū)域內(nèi)每個控制機組的有功、無功量測為可信量測，即rP，Q_gm^ε1；(3)該控制區(qū)域內(nèi)其它的有功、無功和電壓量測均為可信量測，即rP，av_else^ε2； (4)該控制區(qū)域內(nèi)所有有功、無功和電壓量測的整體水平好，利用殘差的均方根進行判別，即
3.如權利要求2所述的三級電壓控制方法，其特征在于步驟S2中，所述控制區(qū)域如果不能滿足其中任何一項標準，則為量測不可信區(qū)域。
4.如權利要求1所述的三級電壓控制方法，其特征在于步驟S3中，全局無功優(yōu)化模型的目標函數(shù)包括: O電壓偏差最小
5.如權利要求4所述的三級電壓控制方法，其特征在于， 所述全局無功優(yōu)化模型的總目標函數(shù)為:
minf= ω ^1+ ω 2f2- ω 3f3+ ω 4f4 式中，ωρ ω2、ω3、ω4分別為各目標函數(shù)的權重參數(shù)。
6.如權利要求1所述的三級電壓控制方法，其特征在于步驟S4中，所述二級電壓控制模型為:
【文檔編號】H02J3/16GK103762601SQ201310722365
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】袁啟海, 羅衛(wèi)華, 施毅斌, 趙軍, 邱金輝, 林昌年, 林春龍, 葛安同 申請人:國網(wǎng)遼寧省電力有限公司, 北京科東電力控制系統(tǒng)有限責任公司