[发明专利]一种基于软分区的三级电压控制系统

说明书

技术领域

本发明属于自动电压控制系统技术领域，特别是涉及一种基于软分区的三级电压控制系统。

背景技术

自动电压控制是现代电力系统调度不可或缺的基本功能。自动电压控制的主流模式按照控制层次可以划分为3种：

第一种是二级控制，最优潮流(OPF)的优化计算结果直接发到各电厂的一级电压控制器进行控制，典型的代表是德国RWE电力公司。该控制模式的主要缺点是AVC完全依赖

OPF，对全网数据要求极高，另外AVC的响应速度不够，动态控制效果不好。第二种是基于硬分区的三级电压控制，每个控制区设置二级电压控制，协调该区域内的多个一级控制器的控制行为，各区域的二级电压控制由1个总的三级电压控制，其典型代表是法国EDF公司。

这是国际最先进的自动电压控制系统，得到了广泛的应用，其缺点在于二级区域的划分是一成不变的，即硬分区，难以适应快速发展下的电力系统。

第三种是清华大学提出的基于软分区的三级电压控制。该模式充分吸收了EDF控制模式的优势，以软件方式实现了控制的时空解耦，克服了EDF三级控制与生俱来的硬分区缺陷，根据电网的运行方式及时调整分区，确保了分区的有效性。这种控制模式与快速发展的中国电网相适，因此在中国得到了广泛的应用。另外，在北美PJM中也得到了应用。结合山东电网发展的实际情况，山东电网AVC采用第三种控制模式，取得了很好的效果。该研究介绍该控制系统的基本原理和相关模型，并对其在山东电网的实际应用进行了系统分析，根据其结果，重点讨论了厂厂协调和厂站协调方法及其应用，并通过电网实际运行情况分析验证山东AVC系统的应用效果，寻找其规律。

现在国内所使用的AVC系统已经是相对成熟的技术，研究的对象是传统能源和静态潮流。微网是未来发展的一个方向，它能提高自然能源的利用率，在现在化石能源或许在不久将会枯竭的将来，充分利用地球上的可再生能源的重要性越来越凸显。然而微网属于分布式的能源和负荷，其运行方式与传统集中式能源有很大区别；微网又有发电随机性的特点。因此本文放眼未来，研究考虑微网后的协调自动电压控制系统。

法国EDF提出的三级电压控制模式在欧洲得到了广泛的应用，取得了比较理想的控制效果。但这种模式下控制区域的划分是以参数形式固化在硬件控制器中的，难以适应电力系统的不断发展和实时运行工况的大幅度变化，尤其对于国内电网建设速度快，网架结构经常处于变化之中，这种“硬分区”控制模式的应用更是受到限制。

发明内容

本发明目的在于提出一种基于软分区的三级电压控制系统，以解决现有三级电压控制模式控制区域的划分是以参数形式固化在硬件控制器中的，难以适应电力系统的不断发展和实时运行工况的大幅度变化的问题。

一种基于软分区的三级电压控制系统，包括三级控制系统、二级控制系统、一级控制系统，所述三级控制系统与二级控制系统相连并控制二级控制系统，所述二级控制系统与一级控制系统相连并控制一级控制系统。

进一步地，所述三级控制系统包括上级AVC系统、全局无功电压优化模块、分区模块，所述上级AVC系统与全局无功电压优化模块相连，所述全局无功电压优化模块与分区模块相连。

进一步地，所述分区模块设置有数个分区小模块，每个分区小模块并联于全局无功电压优化模块。

进一步地，所述二级控制系统由发电厂电压控制模块、变电站电压控制模块和下级协调控制模块组成，所述发电厂电压控制模块、变电站电压控制模块和下级协调控制模块并联于分区模块。

进一步地，所述发电厂电压控制模块与所述变电站电压控制模块连接并形成协调控制。

进一步地，所述发电厂电压控制模块包括电厂母线电压控制模块。

进一步地，所述变电站电压控制模块包括变电站设备控制模块。

进一步地，所述下级协调控制模块包括关口无功电压控制模块。

进一步地，所述关口无功电压控制模块控制下级AVC系统。

进一步地，所述一级控制系统包括电厂子站系统、变电站综合自动化控制模块、集控中心/变电站子站系统，所述电厂子站系统与所述电厂母线电压控制模块连接，所述变电站综合自动化控制模块与集控中心/变电站子站系统并联于变电站设备控制模块。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：

(1)本发明的基于软分区的三级电压控制系统解决了现有三级电压控制模式控制区域的划分是以参数形式固化在硬件控制器中的，难以适应电力系统的不断发展和实时运行工况的大幅度变化的问题；