專利名稱：一種電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法。
背景技術(shù)：
隨著對供電質(zhì)量和可靠性要求的提高，電壓成為衡量電能質(zhì)量的一個重要指標。 保證用戶處的電壓接近額定值，成為電力系統(tǒng)運行控制的基本任務(wù)。而電力系統(tǒng)的電 壓水平取決于系統(tǒng)無功功率的平衡，維持電網(wǎng)正常運行下的無功功率平衡是改善和提 高電壓質(zhì)量的基本條件。
在聯(lián)系電網(wǎng)和用戶的變電站自動化系統(tǒng)中加入電壓無功綜合控制功能，而變電站 自動化系統(tǒng)中電壓無功綜合控制的基本原理是實時采集系統(tǒng)側(cè)無功和低壓側(cè)母線電 壓，然后根據(jù)調(diào)節(jié)判據(jù)得出控制方法(調(diào)節(jié)主變壓器分接頭或投切電容器)，改變無功
分布并調(diào)節(jié)電壓，保證電壓合格和無功基本平衡。其中電壓u取值于主變壓器低壓側(cè)
對應(yīng)母線的線電壓，無功Q則取值于變壓器高壓側(cè)無功功率。
目前，較多的電壓無功綜合控制產(chǎn)品采用基于九區(qū)圖(即常說的"井字圖")的 控制策略，九區(qū)圖法控制策略是按照固定的電壓和無功(或變電站進線端功率因數(shù)) 上下限將電壓-無功平面劃分為9個區(qū)域，見附圖l，其中中間的區(qū)域(即第9區(qū))為最 佳工作區(qū)(或正常工作區(qū))，其余八個區(qū)為不正常工作區(qū)，通過調(diào)節(jié)主變壓器分接頭 及并聯(lián)電容器的投切，使系統(tǒng)盡可能運行在最佳工作區(qū)。電壓無功綜合控制產(chǎn)品一般 會根據(jù)變壓器低壓側(cè)母線電壓V、變壓器高壓側(cè)無功功率Q、時間、負荷率、開關(guān)信 息、有載調(diào)壓變壓器分接頭檔位和電容器投切等多因素進行綜合判斷，根據(jù)實時數(shù)據(jù) 判斷當前的運行區(qū)域，再按照一定的控制方案，閉環(huán)地控制站內(nèi)并聯(lián)補償電容器的投 切及有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)節(jié)，以最優(yōu)的控制順序和最少的動作次數(shù)使運行點進 入到第9區(qū)(正常工作區(qū))。但是傳統(tǒng)九區(qū)圖法由于未考慮無功調(diào)節(jié)對電壓的影響及電 壓調(diào)節(jié)對無功的影響，實際使用時會造成振蕩、裝置頻繁動作的現(xiàn)象。例如在附圖2 中，如系統(tǒng)運行于A點(位于AUq小區(qū)，AUq為投入l組電容器所引起的電壓變化 量)，電壓接近上限而無功嚴重不足，根據(jù)3區(qū)的控制方案，將投入l組電容器進行無 功補償，引起電壓升高，則投電容后運行點將可能進入2區(qū)而非9區(qū)(也可能進入l 區(qū))；裝置再根據(jù)2區(qū)的控制方案(下調(diào)分接頭降壓)使運行點可能又回到AUq小區(qū)， 如此反復(fù)，從而產(chǎn)生振蕩動作。又例如在附圖2中，如系統(tǒng)運行于B點(位于AQu小區(qū)，AQu為上調(diào)l檔分接頭所引起的無功變化量)，電壓越下限而無功接近上限，根 據(jù)5區(qū)的控制方案，應(yīng)先上調(diào)分接頭升壓，引起無功變大，則上調(diào)分接頭后，運行點有 可能進入3區(qū)；而根據(jù)3區(qū)的控制方案先投電容，若無電容可投，則下調(diào)分接頭。如果 無足夠的電容可投，則下調(diào)分接頭，運行點就又可能回到AQu小區(qū)，從而產(chǎn)生振蕩。
針對傳統(tǒng)九區(qū)圖法對于某些區(qū)對控制的結(jié)果產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象以及裝置頻繁動作的缺 陷，對傳統(tǒng)的九區(qū)圖進行了改進，見附圖3所示。其增加了2-3和6-7兩個小區(qū)作為防振 區(qū)，AUq為投切l(wèi)組電容器所引起的電壓變化最大量。當運行點位于2-3 (或6-7)小區(qū) 內(nèi)時，控制方案為下調(diào)分接頭降壓或上調(diào)分接頭升壓。
還有人提出了較附圖3更完善的改進的九區(qū)圖(實質(zhì)為13區(qū)域圖法)，見附圖4， 其中，AU為投切1組電容器引起的電壓最大變化量；AQ為調(diào)節(jié)l檔分接頭引起的無功 最大變化量。
更為改進的策略是在9區(qū)圖中再細分8個小區(qū)，采用17區(qū)域圖法的控制策略，見附 圖5所示，Q+ (Q-)表示無功越上限(下限)，U+ (U-)表示電壓越上限(下限)。 每個區(qū)的控制方案可自動整定，也可手動整定。自動整定時可按5種方式進行只考慮 電壓、只考慮無功、電壓優(yōu)先、無功優(yōu)先、綜合考慮。
然而這些改進的控制策略存在的一個普遍問題是控制為單向控制，認為AUu、 A Uq、 AQu、 AQq為恒定值，電壓無功綜合控制將一直使用這些定值。而這些定值與實 際值的誤差往往會導(dǎo)致裝置的誤動作或振蕩動作。
所以，常用的上述九區(qū)圖法控制策略存在著投切振蕩、裝置頻繁調(diào)節(jié)的缺陷，雖 進行了改進(如采用17區(qū)域圖法)，仍存在不少弊端。傳統(tǒng)九區(qū)圖法和改進九區(qū)圖法 的電壓無功綜合控制切換控制方法為
步驟一設(shè)定切換周期，例如N秒；
步驟二啟動一個切換周期，并對變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無功 功率Q進行采樣；
步驟三記錄每次采樣數(shù)據(jù)所在區(qū)域
步驟四在一個切換周期內(nèi)采樣點連續(xù)落在某一區(qū)域(第九區(qū)之外的)，則啟動 控制策略(切換);
其切換控制方法流程圖見附圖6，傳統(tǒng)切換控制方法存在的問題是
如果采樣點在邊界處晃動，連續(xù)在某一區(qū)域的時間不能達到設(shè)定切換周期，那么 就無法啟動切換控制策略。而此時的無功是不經(jīng)濟的，電壓質(zhì)量是不好的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種針對九區(qū)圖法或改進型 九區(qū)圖法電壓無功綜合控制時如何啟動切換控制策略的電壓無功綜合控制切換控制方法，該方法特別是針對運行點在各區(qū)臨界處晃動時如何判斷切換控制策略時非常經(jīng)濟 有效。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法， 其特征在于由以下步驟實現(xiàn)
步驟一設(shè)定切換周期和啟動切換的概率臨界值；
步驟二啟動一個切換周期，并對變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無功 功率Q進行采樣；
步驟三計算在一個設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運行點在在九區(qū)圖或改進的九區(qū)圖中
不同區(qū)域的停留概率；
步驟四將上述最大的停留概率與啟動切換的概率臨界值比較；
步驟五如果其概率大于臨界^^則啟動切換策略，將運行點向最佳工作區(qū)方向切換。
述步驟三中計算停留概率可以采用以下步驟實現(xiàn)
步驟(-)為九區(qū)圖中每一個區(qū)域設(shè)置一個記錄采樣點在相應(yīng)區(qū)域停留時間的計時
器；
步驟(二)在一個切換周期內(nèi)分別記錄每個計時器的計時總值；
步驟曰將每個計時器的計時總值除以切換周期即得到采樣點在九區(qū)圖中每個區(qū) 域的停留概率。
上述步驟三中停留概率也可以采用以下方法來計算
步驟(-)為九區(qū)圖中每一個區(qū)域設(shè)置一個記錄采樣點在相應(yīng)區(qū)域進行采樣次數(shù)的 計數(shù)器；
步驟(二)在一個切換周期內(nèi)分別記錄每個計數(shù)器的計數(shù)總值；
步驟曰將所有計數(shù)器的計數(shù)總值累加得到在一個切換周期內(nèi)采樣點采樣次數(shù)總 和。 '
步驟(姊將每個計數(shù)器的計數(shù)總值除以采樣次數(shù)總和即得到采樣點在九區(qū)圖中每 個區(qū)域的停留概率。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過計算在設(shè)定切換周期內(nèi)對釆樣的運行 點在各一區(qū)域停留的概率，將其中最大的概率與設(shè)定的啟動動作的概率限值比較，如 果超過限制，則啟動切換策略，將運行點向最佳工作區(qū)方向動作，能有效避免現(xiàn)有技 術(shù)中如果采樣點在邊界處晃動，連續(xù)在某一區(qū)域的時間不能達到設(shè)定切換周期，那么 就無法啟動切換控制策略的缺點。
圖l為傳統(tǒng)九區(qū)圖法示意圖2為傳統(tǒng)九區(qū)圖法運行點處于第3區(qū)和第5區(qū)時示意圖3為改進的九區(qū)圖法一示意圖4為改進的九區(qū)圖法二示意圖5為十七區(qū)域圖法示意圖6為現(xiàn)有技術(shù)中電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法流程圖7為本發(fā)明實施例中電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
本發(fā)明提供了一種電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法，該方法首先會設(shè)定一個固定時間 的切換周期和當運行點不在最佳工作區(qū)時啟動切換的概率臨界值，并為九區(qū)圖中每一 個區(qū)域設(shè)置一個記錄采樣點在相應(yīng)區(qū)域停留時間的計時器或記錄采樣點在相應(yīng)區(qū)域進 行采樣次數(shù)的計數(shù)器，其工作流程始于啟動一個切換周期l，并對變壓器低壓側(cè)母線電 壓V和變壓器高壓側(cè)無功功率Q進行采樣2，根據(jù)采樣數(shù)據(jù)判斷運行點所在區(qū)域3，然后 將采樣時間或本次采樣計入該區(qū)域的計時器或計數(shù)器4，待一個設(shè)定切換周期結(jié)束后， 計算在一個設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運行點在九區(qū)圖或改進的九區(qū)圖中不同區(qū)域的停留
概率5;然后將這個最大概率與啟動切換的概率臨界值比較6;如果這個最大停留概率 大于啟動切換的概率臨界值，判斷上述最大的停留概率所在區(qū)域是否為非最佳工作區(qū) 域7，如果不是最佳工作區(qū)，則啟動切換策略，將運行點向最佳工作區(qū)方向切換8;如 果最大的停留概率所在區(qū)域為最佳工作區(qū)，就不用啟動切換策略9;如果最大停留概率 小于啟動切換的概率臨界值，也不用啟動切換策略9，詳見圖7所示。
上述計算在一個設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運行點在九區(qū)圖或改進的九區(qū)圖中不同區(qū) 域的停留概率5的方法中，當采用計時器記錄采樣時間時，其計算方法如下在一個切
換周期內(nèi)分別記錄每個計時器的計時總值，將每個計時器的計時總值除以切換周期即
得到采樣點在九區(qū)圖中每個區(qū)域的停留概率；當采用計數(shù)器記錄采樣次數(shù)時，其計算 方法如下在一個切換周期內(nèi)分別記錄每個計數(shù)器的計數(shù)總值，然后將所有計數(shù)器的 計數(shù)總值累加得到在一個切換周期內(nèi)采樣點采樣次數(shù)總和，最后將每個計數(shù)器的計數(shù) 總值除以采樣次數(shù)總和即得到采樣點在九區(qū)圖中每個區(qū)域的停留概率。
權(quán)利要求
1、一種電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法，其特征在于由以下步驟實現(xiàn)步驟一設(shè)定切換周期和啟動切換的概率臨界值；步驟二啟動一個切換周期，并對變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無功功率Q進行采樣；步驟三計算在一個設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運行點在九區(qū)圖或改進的九區(qū)圖中不同區(qū)域的停留概率；步驟四將上述最大的停留概率與啟動切換的概率臨界值比較；步驟五如果其概率大于臨界值，則啟動切換策略，將運行點向最佳工作區(qū)方向切換。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法，其特征在于所述步驟三中 計算停留概率采用以下步驟步驟(-)為九區(qū)圖中每一個區(qū)域設(shè)置一個記錄采樣點在相應(yīng)區(qū)域停留時間的計時器；步驟(二)在一個切換周期內(nèi)分別記錄每個計時器的計時總值；步驟(三)將每個計時器的計時總值除以切換周期即得到采樣點在九區(qū)圖中每個區(qū) 域的停留概率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法，其特征在于所述步驟三中 計算停留概率采用以下步驟-步驟(-)為九區(qū)圖中每一個區(qū)域設(shè)置一個記錄采樣點在相應(yīng)區(qū)域進行采樣次數(shù)的 計數(shù)器；步驟(二)在一個切換周期內(nèi)分別記錄每個計數(shù)器的計數(shù)總值；步驟曰將所有計數(shù)器的計數(shù)總值累加得到在一個切換周期內(nèi)采樣點采樣次數(shù)總和。步驟(鳴將每個計數(shù)器的計數(shù)總值除以采樣次數(shù)總和即得到采樣點在九區(qū)圖中每 個區(qū)域的停留概率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓無功調(diào)節(jié)切換控制方法，其包括以下步驟步驟一設(shè)定切換周期和啟動切換的概率臨界值；步驟二啟動一個切換周期，并對變壓器低壓側(cè)母線電壓V和變壓器高壓側(cè)無功功率Q進行采樣；步驟三計算在一個設(shè)定切換周期內(nèi)采樣的運行點在九區(qū)圖或改進的九區(qū)圖中不同區(qū)域的停留概率；步驟四將上述最大的停留概率與啟動切換的概率臨界值比較；步驟五如果其概率大于臨界值，則啟動切換策略，將運行點向最佳工作區(qū)方向切換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能有效避免現(xiàn)有技術(shù)中如果采樣點在邊界處晃動，連續(xù)在某一區(qū)域的時間不能達到設(shè)定切換周期，那么就無法啟動切換控制策略的缺點。
文檔編號H02J3/18GK101207286SQ20071004806
公開日2008年6月25日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者苑 林, 俊 梁 申請人:上?？婶斚到y(tǒng)軟件有限公司