[发明专利]基于改进经济压差的特高压电网无功电压控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于改进经济压差的特高压电网无功电压控制方法。

背景技术

在保证电网安全稳定运行的基础上，为提高电网运行经济效益，减少有功损耗和投资，各种无功优化算法和电压无功自动控制装置得到了极大发展，发挥了很好的作用。无功优化问题是一个多变量、多约束的混合非线性规划问题，其控制变量既有连续变量如发电机机端电压，又有离散变量如电容器/电抗器投切、变压器分接头调整等，其数值求解的收敛可靠性及计算速度是其能否实用化的关键。目前的研究主要基于最优潮流等全局优化算法或分层分区的协调优化算法，理论上均可取得较好的控制效果，但在工程应用上还存在一定的问题。主要包括：(1)互联电力系统规模的不断扩大及电压等级的不断提升，特别是特高压大电网投运后，电网覆盖地域广大，节点数目众多，无功优化传统算法和人工智能算法均存在内存不足、收敛速度等维数灾难问题，且难以寻得全局最优解；(2)最优潮流需要基于状态估计的结果，并且大量数据处理和维护工作可能影响状态估计的结果，进而影响最优潮流的计算结果。

现有的特高压线路充电功率大，约为500kV线路的5～6倍；承担着较重的输电任务，超过其自然功率，从低压电容器和近区500kV系统大量吸收无功，无功电压控制难度较大；特高压变电站单组电容器/电抗器容量较大，单组投切造成较大的无功波动和电压波动；特高压联络线存在一定容量的有功功率波动，输送功率接近稳定极限时造成母线电压较大幅度波动，进一步加大了无功电压控制难度。

目前特高压试验示范工程采用的无功电压控制策略为：(1)综合考虑发挥线路输电能力、大小负荷方式调压灵活性以及线路解环过电压控制要求，确定特高压变压器分接头档位选择；(2)以特高压电网和近区500kV电网无功交换最小为目标，依据特高压线路功率传输功率的变化设计特高压变电站无功补偿投切策略；(3)依据特高压母线电压控制范围约束和近区500kV电网调压能力范围约束，确定近区500kV电网电压实际控制范围；(4)考虑特高压联络线功率波动的影响，进一步修正近区500kV电网电压控制范围；当母线电压偏离上下限时，主要以电容器/电抗器投切手段进行控制。该无功电压控制策略经过了大量仿真计算和电网实际运行的考验，确保了特高压电网无功电压的合理控制。但是该方法下电压控制和无功控制基本为解耦控制，以控制母线电压在合理范围内为主要目标，未能充分关注无功分层平衡的要求，特高压电网损耗也未能达到最小。

特高压电网建设初期，网架结构较为简单，此控制策略简单易行，具有较好的适应性；随着特高压电网的不断加强，枢纽变电站进出线回路数不断增加，线路潮流变化频繁，“依据特高压线路传输功率的变化设计特高压变电站无功补偿投切策略”将日益复杂，难以实施。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种基于改进经济压差的特高压电网无功电压控制方法，针对特高压电网电压无功控制现状及问题，通过实时协调控制低压侧常规无功补偿与500kV电网动态无功补偿，可实现特高压电网无功电力实时平衡。

为实现上述目的，本发明提供一种基于改进经济压差的特高压电网无功电压控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1).实时计算一半长度线路的充电功率、无功损耗和有功损耗，综合考虑线路高抗无功消耗后作为变压器高压侧与特高压电网无功交换控制目标；

(2).实时计算特高压主变无功损耗，和低压侧需要配置的动态无功补偿容量；

(3).实现特高压线路无功平衡。

本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤1中，以特高压电网无功分层分区平衡为控制目标，实时计算一半长度线路的充电功率、无功损耗和有功损耗，综合考虑线路高抗无功消耗后作为变压器高压侧与特高压电网无功交换控制目标，如式(1)；