[发明专利]一种500kV变电站有功负荷变化趋势的预测方法

说明书

本发明涉及一种自动电压控制中500kV变电站有功负荷变化趋势的预测方法，其技术特点在于包括以下步骤：步骤1、预先设定电网的控制周期T；步骤2、基于潮流模型计算得到220kV站母线对500kV站主变之间的有功准稳态的灵敏度S_ij；步骤3、读取96点220kV变电站的母线有功负荷预测数据F_i；步骤4、计算出站i归算到站j上的有功负荷预测数据：步骤5、形成500kV j站的有功负荷预测数据：步骤6、预测500kV j站的负荷变化负荷趋势。本发明通过500kV站的有功负荷预测数据趋势，进行提前预防控制，从而消除电压波动。

技术领域

本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，涉及变电站有功负荷变化趋势的预测方法，尤其是一种500kV变电站有功负荷变化趋势的预测方法。

背景技术

自动电压控制(以下简称AVC，Automatic Voltage Control)系统是实现电网安全(提高电压稳定裕度)、经济(降低网络损耗)、优质(提高电压合格率)运行的重要手段。AVC系统架构在电网能量管理系统(EMS)之上，能够利用电网实时运行数据，从电网全局优化的角度科学决策出最佳的无功电压调整方案，自动下发给电厂、变电站以及下级电网调度机构执行。AVC系统以电压安全和优质为约束，以系统运行经济性为目标，连续闭环地进行电压的实时优化控制，实现了无功电压协调控制方案的在线生成、实时下发、闭环自动控制等一整套分析、决策、控制，以及再分析，再决策、再控制的无功电压实时追踪控制问题，能够有效地克服传统的电网无功电压控制手段存在的不足，提高电网安全稳定经济运行的水平。

涉及到有功灵敏度的计算，有功负荷灵敏度的物理意义为在某母线上增加注入单位有功后，电网中各主变的有功变化。孙宏斌，张伯明，相年德在《准稳态的灵敏度分析方法》(中国电机工程学报，1999年4月V19N4，pp.9-13)中提出了准稳态灵敏度方法，与常规的静态的灵敏度分析方法不同，准稳态灵敏度方法考虑了电力系统准稳态的物理响应，计及系统控制前后新旧稳态间的总变化，有效提高了灵敏度分析的精度。该方法基于电力系统的PQ解耦模型，当发电机安装有自动电压调节器(AVR)时，可认为该发电机节点为PV节点；而当发电机装有自动无功功率调节(AQR)或自动功率因数调节(APFR)时，可认为该发电机节点与普通负荷节点相同均为PQ节点。此外，将负荷电压静特性考虑成节点电压的一次或二次曲线。这样所建立的潮流模型就自然地将这些准稳态的物理响应加以考虑，从而基于潮流模型计算出的灵敏度即为准稳态的灵敏度。本发明的灵敏度计算中均采用上述准稳态灵敏度方法。

考虑有功负荷预测的变电站优化控制，鄂志君，张宝栋，刘伟在《大规模城市电网基于统一无功优化的自动电压控制》(电力系统及其自动化学报，2016年12月第28卷增刊，pp.56-2)中提出了基于变电站未来负荷变化自动设置该参数以实现电压优化控制的方法；其过程的物理意义说明如下：如果通过对变电站母线负荷预测数据的检查，可以判定未来一段时间变电站负荷将进入快速连续上升阶段(低谷向高峰转换)，则此时将优化死区参数设置为较小值(如1.0kV)，一方面及时响应负荷变化造成的电压变化并投入无功补偿设备；另一方面由于未来时段负荷连续增加，一般也不会出现由于负荷波动造成的电压越限。如果通过对变电站母线负荷预测数据的检查，可以判定未来一段时间变电站负荷将进入快速连续下降阶段(高峰向平峰低谷)，则设置优化死区参数为中间值(如1.5kV)，这样随着负荷的降低，可以及时退出无功补偿设备，避免电压越限。如果通过对变电站母线负荷预测数据的检查，可以判定不属于上述二种情况，说明此时变电站负荷处于平稳阶段，将优化死区参数设置为较大值(如2.0kV)，避免由于负荷短时波动导致的电压波动触发优化控制，减少无功设备频繁投切。在省级电网中，500kV变电站没有直接的有功负荷预测数据，因此不能直接应用这种方法。