一種220kV變電站分組協(xié)調(diào)無功控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)的無功運(yùn)行方法，特別設(shè)及一種多個(gè)220kV變電站的相互協(xié) 調(diào)的無功控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在地區(qū)電網(wǎng)的自動電壓控制（AVC)中，集中優(yōu)化控制是一種可W考慮全局無功資 源的方法，經(jīng)過集中優(yōu)化控制之后，電網(wǎng)中的無功設(shè)備可W協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)全局的優(yōu)化運(yùn) 行。但是，集中優(yōu)化控制需要對電網(wǎng)進(jìn)行全局建模，并求解具有多約束、多變量的非線性混 合整數(shù)優(yōu)化問題，在實(shí)際電網(wǎng)的應(yīng)用中，建模和求解的難度比較大，計(jì)算時(shí)間也難W滿足實(shí) 時(shí)控制的要求。另外，集中優(yōu)化控制還容易造成設(shè)備的頻繁投切。
[0003]目前，地區(qū)電網(wǎng)采用的無功控制方法一般是獨(dú)立控制的方法，即根據(jù)變電站自身 的運(yùn)行情況，對變電站內(nèi)的無功電壓調(diào)控設(shè)備進(jìn)行控制。VQC是應(yīng)用較為廣泛的獨(dú)立控制的 電壓/無功控制策略，其基本理論為九區(qū)圖控制理論。九區(qū)圖控制理論分別將電壓、無功功 率分為過低、合格、過高=種狀態(tài)，由電壓、無功功率不同狀態(tài)的組合形成九個(gè)區(qū)域，在不同 區(qū)域采取相應(yīng)的變壓器檔位調(diào)節(jié)和無功補(bǔ)償設(shè)備投切。獨(dú)立控制規(guī)則簡單，容易實(shí)現(xiàn)。但 獨(dú)立控制屬于就地控制，不考慮其他變電站的運(yùn)行情況，無法做到相互協(xié)調(diào)，不能充分地利 用無功補(bǔ)償設(shè)備。
[0004] 綜上所述，現(xiàn)有的協(xié)調(diào)無功控制方法還需要進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有無功優(yōu)化控制方法控制復(fù)雜、無法相互協(xié)調(diào)的問題， 旨在提供一種220kV變電站分組協(xié)調(diào)無功控制方法。
[0006] 本發(fā)明提出一種220kV變電站分組協(xié)調(diào)無功控制方法，包括W下步驟：
[0007] (1)獲取220kV地區(qū)電網(wǎng)的電網(wǎng)參數(shù)，包括；220kV變電站數(shù)n、220kV變電站內(nèi)的 無功補(bǔ)償設(shè)備單組容量和數(shù)量、220kV變電站220kV母線的S相短路電流、220kV變壓器檔 位上限和下限、220kV線路兩端所連接的變電站、220kV線路的阻抗；
[0008] (2)根據(jù)220kV變電站220kV母線的S相短路電流，按從小到大的順序?qū)?20kV變 電站從1到n進(jìn)行編號；定義k= 1~n;稱編號為k的變電站為變電站k;
[0009] (3) AVC控制主站對每個(gè)220kV變電站設(shè)置關(guān)口無功功率允許范圍和低壓母線電 壓允許范圍，變電站k的關(guān)口無功功率允許范圍為[-Qtmsy.k,Qe"y.k] 表不變電站k的 無功補(bǔ)償設(shè)備單組容量的最大值；變電站k的低壓母線電壓允許范圍為[10. 0, 10. 7化V ;
[0010] (4)AVC控制主站將220kV地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)的220kV變電站分成多個(gè)協(xié)調(diào)組；
[0011] 妨AVC控制主站則寸間間隔AT為周期，通過SCADA監(jiān)測每個(gè)220kV變電站的無 功電壓控制情況，并選擇相應(yīng)的協(xié)調(diào)策略；at的推薦值為15分鐘；所述變電站的無功電 壓控制情況包括；變電站關(guān)口無功功率允許范圍、變電站關(guān)口無功功率、變電站低壓母線電 壓、變壓器檔位、無功補(bǔ)償設(shè)備的投切狀態(tài)。
[0012] 上述的220kV變電站分組協(xié)調(diào)無功控制方法中，所述協(xié)調(diào)組是指兩個(gè)變電站形成 的無功設(shè)備通過協(xié)調(diào)策略相互支援的分組，協(xié)調(diào)組的獲取方法如下：
[001引 （l)AVC控制主站建立兩個(gè)數(shù)組，一個(gè)數(shù)組用來存放未分組的220kV變電站的編 號，用STATION表示，STATION的初始值為{1，2,…，k，…，n};另一個(gè)數(shù)組用來存放已經(jīng)分 好的協(xié)調(diào)組的編號，用GROUP表示，GROUP的初始值為空數(shù)組；進(jìn)入步驟（2);
[0014] 似取STATION中的第一個(gè)元素，用a表示；在STATION數(shù)組除了a之外的元素所 代表的變電站中，查詢是否有變電站與變電站a通過線路直接相連，若有，進(jìn)入步驟（3);若 沒有，進(jìn)入步驟（4);
[001引 做在STATION數(shù)組除了a之外的元素所代表的變電站中，挑選出與變電站a通 過線路直接相連且線路阻抗的模最小的變電站，用b表示該變電站的編號，變電站a和變電 站b形成一組協(xié)調(diào)組，將{a,W添加到GROUP數(shù)組，將a、b從STATION數(shù)組中刪除，進(jìn)入步 驟巧）；當(dāng)兩個(gè)變電站之間有2條或W上線路時(shí)，線路阻抗按并聯(lián)后的阻抗計(jì)算；
[0016] (4)將a從STATION數(shù)組中刪除，進(jìn)入步驟妨；
[0017] (5)檢查STATION數(shù)組是否為空數(shù)組，若是，則結(jié)束分組；若不是，則返回步驟（2)。
[0018] 因?yàn)樽冸娬镜木幪柺歉鶕?jù)220kV母線的S相短路電流從小到大的順序編排的，而 220kV母線的S相短路電流可W表示220kV變電站離電源點(diǎn)的遠(yuǎn)近，220kV母線的S相短路 電流越小，相對應(yīng)的220kV變電站離電源點(diǎn)越遠(yuǎn)。因此，先對編號小的變電站進(jìn)行分組，可 W優(yōu)先為離電源點(diǎn)遠(yuǎn)的變電站提供無功補(bǔ)償設(shè)備相互支援的變電站，從而減少無功功率的 遠(yuǎn)距離輸送。
[0019] 上述的220kV變電站分組協(xié)調(diào)無功控制方法中，所述協(xié)調(diào)策略，對變電站k而言， 按W下方法進(jìn)行：
[0020] (1)在GROUP數(shù)組的元素中查找是否有與變電站k組成協(xié)調(diào)組的變電站，若有，用 1表示與變電站k形成協(xié)調(diào)組的變電站的編號，進(jìn)入步驟（2);若沒有，進(jìn)入步驟（10);
[0021] 似判斷變電站k的關(guān)口無功功率允許范圍是否為[-QEmax.k，Q?ax.k]，若是，進(jìn)入步 驟（3)，若不是，進(jìn)入步驟（7);
[00巧 做判斷變電站k是否關(guān)口無功功率小于-Qemax.k且站內(nèi)所有電容器都已切除且站 內(nèi)所有電抗器都已投入，若是，說明變電站k感性無功補(bǔ)償不足，進(jìn)入步驟（4);若不是，進(jìn) 入步驟巧）；
[002引 （4)判斷變電站1是否有電抗器未投入或有電容器未切除，若是，設(shè)置變電站1的 關(guān)口無功功率允許范圍為[0, 2Q"".i]，驅(qū)使變電站1投入電抗器或切除電容器W補(bǔ)償變電 站k的一部分無功功率，進(jìn)入步驟（10);若不是，說明變電站1沒有多余的感性無功補(bǔ)償支 援變電站k，進(jìn)入步驟（10);
[0024] 妨判斷變電站k是否關(guān)口無功功率大于Qemax.k且站內(nèi)所有電抗器都已切除且站 內(nèi)所有電容器都已投入，若是，說明變電站k容性無功補(bǔ)償不足，進(jìn)入步驟化）；若不是，進(jìn) 入步驟（10);
[002引 做判斷變電站1是否有電容器未投入或有電抗器未切除，若是，設(shè)置變電站1的 關(guān)口無功功率允許范圍為0]，驅(qū)使變電站1投入電容器或切除電抗器W補(bǔ)償變電 站k的一部分無功功率，進(jìn)入步驟（10);若不是，說明變電站1沒有多余的容性無功補(bǔ)償支 援變電站k，進(jìn)入步驟（10);
[0026] (7)判斷變電站k的關(guān)口無功功率允許范圍是否為[-29。",.,，0]，若是，進(jìn)入步驟 巧）；若不是，進(jìn)入步驟巧）；
[0027] 做判斷變電站1是否關(guān)口無功功率大于Qem。。且站內(nèi)所有電抗器都已切除且站 內(nèi)所有電容器都已投入，若是，說明變電站1容性無功補(bǔ)償不足，進(jìn)入步驟（10);若不是，說 明變電站1不需要變電站k投入電容器或切除電抗器支援，設(shè)置變電站k的關(guān)口無功功率 允許范圍為[-9。。。,.1^，9。">?.^，進(jìn)入步驟（10);
[00測 （9)判斷變電站1是否關(guān)口無功功率小于-Qe"x.i且站內(nèi)所有電容器都已切除且站 內(nèi)所有電抗器都已投入，若是，說明變電站1感性無功補(bǔ)償不足，進(jìn)入步驟（10);若不是，說 明變電站1不需要變電站k投入電抗器或切除電容器支援，設(shè)置變電站k的關(guān)口無功功率 允許范圍為[-9。。。,.1^，9。">?.^，進(jìn)入步驟（10);
[0029] (10)按照當(dāng)前AVC常用的九區(qū)圖策略對變電站k進(jìn)行控制。
[0030] 上述的220kV變電站分組協(xié)調(diào)無功控制方法中，所述關(guān)口是指區(qū)域性電網(wǎng)之間電 力設(shè)備資產(chǎn)和經(jīng)營管理范圍的分界處。
[0031] 上述的220kV變電站分組協(xié)調(diào)無功控制方法中，所述九區(qū)圖策略，是一種常用的 利用實(shí)時(shí)監(jiān)測的變電站低壓母線電壓和關(guān)口無功功率對變電站檔位和無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行 控制的策略，其判斷依據(jù)是基于低壓母線電壓和關(guān)口無功功率的上下限所構(gòu)成的9個(gè)控制 區(qū)，當(dāng)?shù)蛪耗妇€電壓超出允許范圍扣min，UmJ或關(guān)口無功功率超出允許范圍陽m