[发明专利]一种地区电网的电压无功控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种用于地区电网的电压无功控制方法。

背景技术

电压与无功功率有着密切的关系，为了维持电压水平，就必须提供与之相应的无功功率，由此产生的电压无功控制问题一直以来就是电力系统研究的技术难题。电压是否合格直接影响到电网运行的安全性及经济性。大的电压偏差不仅会对用电设备造成威胁和损害，严重时可能引起电压崩溃，造成大面积停电。随着经济和社会的快速发展，电力需求急剧上升，电网结构越来越复杂，电能质量要求越来越高；另一方面，随着城市电网的电缆化改造，地区电网的电缆化率越来越高，而感性无功调节手段较弱，轻负荷时的无功倒送及高电压现象较为严重，电压质量有待进一步提高。如何综合利用厂站内的各种电压无功调节设备，在保证电网安全、稳定运行的同时，有效提高电网的电压质量，降低电力传输中的能量损耗是地区电网面临的一项重要任务。

就目前的电网结构和调度体系而言，地区电网的结构是辐射状的，在高压侧(一般是220kV关口变电站)形成环网，而220kV以下的电网解环运行，即以220kV关口为根生成供电区域，一个220kV关口对应一个供电区域，自高电压等级向低电压等级形成树状结构来供电，保证母线电压和关口功率因数合格是地区电网电压无功控制的重要目标。然而，地区电网的电压无功调节手段以有载调压变压器抽头和电容电抗器为主。主变抽头及电容电抗器均为离散调节设备，其频繁调节将严重影响设备的使用寿命，在实际运行中对同一设备相临两次调整的时间间隔和一天内的允许操作次数均有明确的限制，并希望在保证母线电压和关口功率因数合格的基础上尽可能地减少其调节次数。

目前地区电网的自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)系统的控制方式多是在发现母线电压或关口功率因数越限后，启动算法进行控制，将越限量拉回到合理的运行范围内。这种控制方式滞后于越限量而动作，属于被动控制，无法从本质上提高母线电压和关口功率因数的合格水平，甚至可能出现由于负荷的正常波动导致无功设备的频繁反复调节，影响设备甚至电网安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于地区电网的电压无功控制方法，该方法体现地区电网电压无功控制前瞻性和智能性，即在自动电压控制AVC系统本身固有的降低网损、维持电压无功合格的基础上进行实用化处理，结合负荷预测结果确定负荷变化趋势，提前控制可能发生越限的变量，尽可能防止越限量的出现，从本质上提高母线电压和关口功率因数的合格率，并在此基础上减少设备的动作次数。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种地区电网的电压无功控制方法，其改进之处在于，所述方法结合负荷预测结果对母线电压和关口功率因数的调节满足逆调压的控制；所述逆调压指的是负荷高峰时(如一天中的8点至12点，14点至18点)提高母线电压和关口功率因数，负荷低谷时(如一天中的0点至4点，20点至24点)降低母线电压和关口功率因数；

所述方法包括下述步骤：

A、确定短期系统负荷和超短期母线负荷变化趋势；

B、判断自动电压控制AVC系统供电区域的负荷变化趋势；

C、确定关口无功控制限值的压缩量和供电区域内各侧母线控制电压的压缩量。

本发明提供的一种优选的技术方案是：所述短期意指以天计的一天中的24小时；所述超短期意指以分钟计的从当前时刻起至15分钟以内。

本发明提供的第二优选的技术方案是：所述步骤A包括：读取能量管理系统EMS的短期系统负荷预测结果，滤除负荷波动；根据负荷变化趋势将一天中的24小时划分为数个时段，确定所述数个时段负荷变化趋势。

本发明提供的第三优选的技术方案是：所述步骤B中，读取超短期母线负荷预测结果，并根据地区电网的拓扑连接关系计算自动电压控制AVC系统供电区域的母线负荷预测总加，判断自动电压控制AVC系统供电区域的负荷变化趋势。

本发明提供的第四优选的技术方案是：所述负荷变化趋势包括上升、下降和平稳三趋势；所述数个时段为4至6个时段。

本发明提供的第五优选的技术方案是：所述判断自动电压控制AVC系统供电区域的负荷变化趋势包括：

若所述母线负荷预测的关口负荷变化趋势与系统负荷预测的负荷变化趋势一致，则预测的关口负荷变化趋势上升或下降；否则负荷变化趋势不明显，即负荷变化趋势处于平稳状态。