[发明专利]省地协调电压控制中实时获得地调侧控制能力指标的方法

摘要

本发明涉及考虑省地协调的电压控制中地调侧控制能力的方法，属于电力系统自动电压控制技术领域；本发明设计了描述地调侧无功控制能力的指标QNI、QND、QNIst、QNDst，其中，QNI表示当前地调辐射电网可增加的无功容量，QND表示当前地调辐射电网可减少的无功容量，QNIst表示当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量，QNDst表示当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量，本方法根据确定无功设备i1的权重系数是否为0，实现了上述地调侧无功电压控制能力的指标的在线计算。本发明可及时地为省地协调电压控制策略计算提供依据，以保证省地协调自动电压控制的正常运行。

主权项

一种省地协调电压控制中实时获得地调侧控制能力指标的方法，其特征在于，首先将省地协调边界为220kV的变电站的每一个变压器定义为一个关口，变压器的高压侧为省级电网，变压器中压侧所连接的是呈辐射状的地区电网。本发明所述地调侧控制能力由QNI、QND、QNIst、QNDst四个指标组成，其中，QNI表示当前地调辐射电网可增加的无功容量，QND表示当前地调辐射电网可减少的无功容量，QNIst表示当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量，QNDst表示当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量；该方法包括以下步骤：1)当监测周期到来时，检测得到关口所在变电站内及关口所对应变压器中压侧所连接的辐射状电网中所有当前时刻处于非故障状态的无功设备的数量并进行编号，编号为1、2、......n，其中，n为关口所在变电站内及关口所对应变压器中压侧所连接的辐射状电网中所有当前时刻处于非故障状态的无功设备的数量，n1+n2＝n，其中n1为关口所在变电站内处于非故障状态的无功设备的数量，n2为关口所对应变压器中压侧所连接的辐射状电网中处于非故障状态的无功设备的数量，设属于关口所在变电站内的无功设备编号为1至n1，属于关口所对应变压器中压侧所连接的辐射状电网的无功设备编号为n1+1至n；设定无功设备i每日最大允许动作次数nact-maxi及无功设备i允许的动作最小时间间隔为Δtact-mini；nact-maxi为自然数，Δtact-mini为实数；获取第i个无功设备的容量Qi，检测得到该无功设备i当日已动作次数nact-i和当前时刻距离无功设备i上一次动作的时间间隔Δtact-i，其中n，i均为自然数且满足1≤i≤n；2)获得当前地调辐射电网可增加的无功容量 Q NI : Q NI = Σ i 1 = n 1 + 1 n v NI - i 1 · Δ Q NI - i 1 , 其中vNI-i1为无功设备i1的权重系数，取值只能为0或1，ΔQNI-i1为无功设备i1动作后所在母线的无功增加值，取ΔQNI-i1＝无功设备i1的容量Qi1，i1为自然数，n1+1≤i1≤n；该无功设备i1的权重系数vNI-i1的值具体确定如下：21)如果无功设备i1不是可投入但尚未投入的电容器或可切除但仍处于投入状态的电抗器，则令vNI-i1＝0；否则，vNI-i1＝1，转步骤22)；22)计算得到无功设备i1的无功对变电站j内第k条母线的电压的准稳态灵敏度SNI-i1k，SNI-i1k为实数，其中1≤k≤mj，mj为变电站j内需要考虑当前无功设备动作后电压是否越限的母线数量，j为无功设备i1所在的变电站的编号，j、mj、k均为自然数；计算得到无功设备i1动作后母线k的电压变化量ΔVNI-i1k＝SNI-i1k·ΔQNI-i1；该mj条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔVNI-i1k满足Vjk+ΔVNI-i1k＞Vmaxjk，则令vNI-i1＝0，其中，Vjk为实时量测获得的母线k的当前电压，Vmaxjk为母线k的运行电压上限，否则，vNI-i1＝1，转步骤23)；23)当nact-i1≥nact-maxi1，则令vNI-i1＝0；其中nact-i1为检测得到的无功设备i1当日已动作次数，nact-maxi为事先设定的自然数；否则，vNI-i1＝1，转步骤24)；24)当Δtact-i1≤Δtact-mini1，令vNI-i1＝0；Δtact-i1为检测得到的当前时刻距离无功设备i1上一次动作的时间间隔，Δtact-mini1为无功设备i1允许的动作最小时间间隔，Δtact-i1≥0，Δtact-mini1≥0，Δtact-mini为事先设定的实数，否则，vNI-i1＝1；3)确定当前地调辐射电网可减少的无功容量 Q ND : Q ND = Σ i 2 = n 1 + 1 n v ND - i 2 · Δ Q ND - i 2 , 其中vND-i2为无功设备i2的权重系数，取值只能为0或1，ΔQND-i2为无功设备i2动作后，所在母线的无功减少值ΔQND-i2，ΔQND-i2＝无功设备i2的容量Qi2，i2为自然数，n1+1≤i2≤n；该无功设备i2的权重系数vND-i2的值具体确定如下：31)如果无功设备i2不是可切除但还处于投入状态的电容器或可投入但尚未投入的电抗器，则令vND-i2＝0；否则，vND-i2＝1，转步骤32)；32)计算无功设备i2的无功对变电站j内第k条母线的电压的准稳态灵敏度SND-i2k，SND-i2k为实数，其中，1≤k≤mj，mj为变电站j内需要考虑当前无功设备动作后电压是否越限的母线数量，j为无功设备i2所在的变电站的编号，j，mj、k均为自然数；计算得到投入无功设备i2后母线k的电压变化量ΔVND-i2k＝SND-i2k·ΔQND-i2；该mj条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔVND-i2k满足Vjk-ΔVND-i2k＜Vminjk，则令vND-i2＝0，其中，其中Vjk表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，Vminjk表示母线k的运行电压下限，否则，vND-i2＝1，转步骤33)；33)当nact-i2≥nact-maxi2，令vND-i2＝0；其中nact-i2为检测得到的无功设备i2当日已动作次数，nact-maxi2为事先设定的自然数；否则，vND-i2＝1，转步骤34)；34)当Δtact-i2≤Δtact-mini2，令vND-i2＝0；Δtact-i2为检测得到的当前时刻距离无功设备i2上一次动作的时间间隔，Δtact-mini2为无功设备i2允许的动作最小时间间隔，Δtact-i2≥0，Δtact-mini2≥0，Δtact-mini2为事先设定的实数，否则，vND-i2＝1；4)获得当前关口所在变电站内可增加的无功容量QNIst： Q NI st = Σ i 3 = 1 n 1 v NI - i 3 st · Δ Q NI - i 3 st , 其中vNI-i3st为无功设备i3的权重系数，取值只能为0或1，ΔQNI-i3st为无功设备i3动作后，所在母线的无功增加值ΔQNI-i3st，ΔQNI-i3st＝无功设备i3的容量Qi3，i3为自然数，1≤i3≤n1；该无功设备i3的权重系数vNI-i3st的值具体确定如下：41)如果无功设备i3不是可投入但尚未投入的电容器或可切除但仍处于投入状态的电抗器，则令 v NI - i 3 st =0;否则，vNI-i3st＝1，转步骤42)；42)计算无功设备i3的无功对关口所在变电站内第k条母线的电压的准稳态灵敏度SNI-i3kst，SNI-i3kst为实数，1≤k≤m，m为关口所在变电站内需要考虑当前无功设备动作后电压是否越限的母线数量，m、k均为自然数；计算得到投入无功设备i3后母线k的电压变化量 Δ V NI - i 3 k st = S NI - i 3 k st · Δ Q NI - i 3 st ; 该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔVNI-i3kst满足 V k + Δ V NI - i 3 k st > V max k , 则令 v NI - i 3 st =0,其中，Vk为实时量测获得的母线k的当前电压，Vmaxk为母线k的运行电压上限，否则， v NI - i 3 st =1,转步骤43)；43)当nact-i3≥nact-maxi3，则令 v NI - i 3 st =0;其中nact-i3为检测得到的无功设备i3当日已动作次数，nact-maxi3为事先设定的自然数；否则， v NI - i 3 st =1,转步骤44)44)当Δtact-i3≤Δtact-mini3，令 v NI - i 3 st =0;Δtact-i3为检测得到的当前时刻距离无功设备i3上一次动作的时间间隔，Δtact-mini3为无功设备i3允许的动作最小时间间隔，Δtact-i3≥0，Δtact-mini3≥0，Δtact-mini3为事先设定的实数，否则， v NI - i 3 st =1;5)确定当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量QNDst： Q ND st = Σ i 4 = 1 n 1 v ND - i 4 st · Δ Q ND - i 4 st , 其中为无功设备i4的权重系数，vND-i4st取值为0或1，ΔQND-i4st为无功设备i4动作后，所在母线的无功增加值ΔQND-i4st，ΔQND-i4st＝无功设备i4的容量Qi4，i4为自然数，1≤i4≤n1，该无功设备i4的权重系数vND-i4st的值具体确定如下：51)如果无功设备i4不是可切除但还处于投入状态的电容器或可投入但尚未投入的电抗器，则令 v ND - i 4 st = 0 ; 否则， v ND - i 4 st =1,转步骤52)；52)计算无功设备i4的无功对关口所在变电站内第k条母线的电压的准稳态灵敏度SND-i4kst，SND-i4kst为实数，1≤k≤m，m为关口所在变电站内需要考虑当前无功设备动作后电压是否越限的母线数量，m、k均为自然数；计算得到投入无功设备i4后母线k的电压变化量 Δ V ND - i 4 k st = S ND - i 4 k st · Δ Q ND - i 4 st ; 该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔVND-i4kst满足 V k - Δ V ND - i 4 k st < V min k , 则令 v ND - i 4 st =0,其中Vk表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，Vmink表示母线k的运行电压下限，，否则， v ND - i 4 st =1,转步骤53)；53)当nact-i4≥nact-maxi4，令 v ND - i 4 st =0;其中nact-i4为检测得到的无功设备i4当日已动作次数，nact-maxi4为事先设定的自然数；否则， v ND - i 4 st =1,转步骤54)；54)当Δtact-i4≤Δtact-mini4，令 v ND - i 4 st =0;Δtact-i4为检测得到的当前时刻距离无功设备i4上一次动作的时间间隔，Δtact-mini4为无功设备i4允许的动作最小时间间隔，Δtact-i4≥0，Δtact-mini4≥0，Δtact-mini4为事先设定的实数，否则， v ND - i 4 st = 1 ; 6)将获得的QNI、QND、QNIst、QNDst作为地调侧控制能力的四个指标通过调度数据网传送至省调，等待下一个监测周期到来时转步骤1)。