[发明专利]一种220kV变电站分组协调无功控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的无功运行方法，特别涉及一种多个220kV变电站的相互协调的无功控制方法。

背景技术

在地区电网的自动电压控制(AVC)中，集中优化控制是一种可以考虑全局无功资源的方法，经过集中优化控制之后，电网中的无功设备可以协调配合，实现全局的优化运行。但是，集中优化控制需要对电网进行全局建模，并求解具有多约束、多变量的非线性混合整数优化问题，在实际电网的应用中，建模和求解的难度比较大，计算时间也难以满足实时控制的要求。另外，集中优化控制还容易造成设备的频繁投切。

目前，地区电网采用的无功控制方法一般是独立控制的方法，即根据变电站自身的运行情况，对变电站内的无功电压调控设备进行控制。VQC是应用较为广泛的独立控制的电压/无功控制策略，其基本理论为九区图控制理论。九区图控制理论分别将电压、无功功率分为过低、合格、过高三种状态，由电压、无功功率不同状态的组合形成九个区域，在不同区域采取相应的变压器档位调节和无功补偿设备投切。独立控制规则简单，容易实现。但独立控制属于就地控制，不考虑其他变电站的运行情况，无法做到相互协调，不能充分地利用无功补偿设备。

综上所述，现有的协调无功控制方法还需要进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于解决现有无功优化控制方法控制复杂、无法相互协调的问题，旨在提供一种220kV变电站分组协调无功控制方法。

本发明提出一种220kV变电站分组协调无功控制方法，包括以下步骤：

(1)获取220kV地区电网的电网参数，包括：220kV变电站数n、220kV变电站内的无功补偿设备单组容量和数量、220kV变电站220kV母线的三相短路电流、220kV变压器档位上限和下限、220kV线路两端所连接的变电站、220kV线路的阻抗；

(2)根据220kV变电站220kV母线的三相短路电流，按从小到大的顺序对220kV变电站从1到n进行编号；定义k＝1～n；称编号为k的变电站为变电站k；

(3)AVC控制主站对每个220kV变电站设置关口无功功率允许范围和低压母线电压允许范围，变电站k的关口无功功率允许范围为[-Q_cmax.k,Q_cmax.k]；Q_cmax.k表示变电站k的无功补偿设备单组容量的最大值；变电站k的低压母线电压允许范围为[10.0,10.7]kV；

(4)AVC控制主站将220kV地区电网内的220kV变电站分成多个协调组；

(5)AVC控制主站以时间间隔ΔT为周期，通过SCADA监测每个220kV变电站的无功电压控制情况，并选择相应的协调策略；ΔT的推荐值为15分钟；所述变电站的无功电压控制情况包括：变电站关口无功功率允许范围、变电站关口无功功率、变电站低压母线电压、变压器档位、无功补偿设备的投切状态。

上述的220kV变电站分组协调无功控制方法中，所述协调组是指两个变电站形成的无功设备通过协调策略相互支援的分组，协调组的获取方法如下：

(1)AVC控制主站建立两个数组，一个数组用来存放未分组的220kV变电站的编号，用STATION表示，STATION的初始值为{1,2,…,k，…,n}；另一个数组用来存放已经分好的协调组的编号，用GROUP表示，GROUP的初始值为空数组；进入步骤(2)；

(2)取STATION中的第一个元素，用a表示；在STATION数组除了a之外的元素所代表的变电站中，查询是否有变电站与变电站a通过线路直接相连，若有，进入步骤(3)；若没有，进入步骤(4)；

(3)在STATION数组除了a之外的元素所代表的变电站中，挑选出与变电站a通过线路直接相连且线路阻抗的模最小的变电站，用b表示该变电站的编号，变电站a和变电站b形成一组协调组，将{a,b}添加到GROUP数组，将a、b从STATION数组中删除，进入步骤(5)；当两个变电站之间有2条或以上线路时，线路阻抗按并联后的阻抗计算；

(4)将a从STATION数组中删除，进入步骤(5)；

(5)检查STATION数组是否为空数组，若是，则结束分组；若不是，则返回步骤(2)。