專利名稱：省地協(xié)調(diào)電壓控制中實時獲得地調(diào)側(cè)控制能力指標的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及考慮省地協(xié)調(diào)的電壓控制中地調(diào)側(cè)控制能力的方法。

背景技術(shù)：
自動電壓控制(AVC，Automatic Voltage Control)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)最重要的自動控制系統(tǒng)之一。我國互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模龐大，其運行由分層分區(qū)的多級調(diào)度機構(gòu)來負責管理，網(wǎng)調(diào)、省調(diào)和地調(diào)是其中比較有代表性的三個調(diào)度級別。省級電網(wǎng)和地區(qū)電網(wǎng)的電壓控制需要相互協(xié)調(diào)以實現(xiàn)協(xié)調(diào)無功電壓優(yōu)化控制，達到省調(diào)主網(wǎng)與地區(qū)電網(wǎng)之間合理的無功交換的目的。如果省調(diào)和地調(diào)之間不進行協(xié)調(diào)控制，很可能導致無功分布不合理，無論省調(diào)如何控制，網(wǎng)損下降都不會顯著，而且由于各自動電壓控制系統(tǒng)的控制目標不一致、控制信息不共享、控制操作不同步，從而引發(fā)控制系統(tǒng)之間的沖突和過調(diào)等問題，最終導致控制頻繁動作，并顯著降低控制品質(zhì)。目前較為有效的研究成果為省地協(xié)調(diào)電壓控制方法。省地協(xié)調(diào)邊界為220kV變電站，選擇變壓器高壓側(cè)無功作為省調(diào)對地調(diào)的協(xié)調(diào)變量，選擇220kV側(cè)母線電壓作為地調(diào)對省調(diào)的協(xié)調(diào)變量。省調(diào)和地調(diào)AVC系統(tǒng)分別向?qū)Ψ教岢鰠f(xié)調(diào)變量的期望約束，同時在控制中考慮對方提出的協(xié)調(diào)約束，實現(xiàn)雙向互動，真正發(fā)揮協(xié)調(diào)控制的優(yōu)勢。省調(diào)必須在線實時獲得地調(diào)側(cè)的控制能力，而地調(diào)側(cè)的這一能力在電力系統(tǒng)運行過程中隨著無功設(shè)備的投切、母線電壓的變化等因素，是在不斷變化的。在省地協(xié)調(diào)電壓控制方面，鄒根華，郭玉金，姚諸香等在《大電網(wǎng)省地協(xié)調(diào)自動電壓控制(AVC)的研究》(華中電力，2008年，第21卷第3期，9-11頁)和《省地協(xié)調(diào)自動電壓控制(AVC)實現(xiàn)方法的研究》(中國電力，2008年，第41卷第12期，6-9頁)進行了研究，提出了一種計算地調(diào)上傳無功上調(diào)能力和無功下調(diào)能力的方法，但這種方法在計算獲得地調(diào)的無功上調(diào)能力和無功下調(diào)能力時，僅僅基于設(shè)備當前投切狀態(tài)，沒有考慮地調(diào)側(cè)的無功設(shè)備的動作約束，包括無功設(shè)備的動作是否會造成母線電壓越限、無功設(shè)備每日動作次數(shù)限制、無功設(shè)備動作時間間隔限制等約束，不考慮這些約束而計算獲得的無功調(diào)節(jié)能力是不精確的，給電壓控制的實際運行帶來不必要的風險，例如當某電容器的動作次數(shù)已經(jīng)達到上限時，如果還將該電容器進行投切是不合理的。
在判斷無功設(shè)備動作是否會導致母線電壓越限的過程中涉及到準穩(wěn)態(tài)靈敏度的計算。孫宏斌，張伯明，相年德在《準穩(wěn)態(tài)的靈敏度分析方法》(中國電機工程學報，1999年4月V19N4，pp.9-13)中提出了準穩(wěn)態(tài)靈敏度方法，與常規(guī)的靜態(tài)的靈敏度分析方法不同，準穩(wěn)態(tài)靈敏度方法考慮了電力系統(tǒng)準穩(wěn)態(tài)的物理響應(yīng)，計及系統(tǒng)控制前后新舊穩(wěn)態(tài)間的總變化，有效提高了靈敏度分析的精度。該方法基于電力系統(tǒng)的PQ解耦模型，當發(fā)電機安裝有自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)時，可認為該發(fā)電機節(jié)點為PV節(jié)點；而當發(fā)電機裝有自動無功功率調(diào)節(jié)(AQR)或自動功率因數(shù)調(diào)節(jié)(APFR)時，可認為該發(fā)電機節(jié)點與普通負荷節(jié)點相同均為PQ節(jié)點。此外，將負荷電壓靜特性考慮成節(jié)點電壓的一次或二次曲線。這樣所建立的潮流模型就自然地將這些準穩(wěn)態(tài)的物理響應(yīng)加以考慮，從而基于潮流模型計算出的靈敏度即為準穩(wěn)態(tài)的靈敏度。在潮流模型下，設(shè)PQ節(jié)點和PV節(jié)點個數(shù)分別為NPQ和NPV，狀態(tài)量x是PQ節(jié)點的電壓幅值控制變量u＝[QPQ VPV Tk]T，其中是PQ節(jié)點的無功注入是PV節(jié)點的電壓幅值，是變壓器變比，重要的依從變量h＝[Qb QPV]T，其中Qb∈Rb是支路無功潮流，是PV節(jié)點的無功注入。這時，有無功潮流模型 QPQ(VPQ，VPV，Tk)＝0(1) Qb＝Qb(VPQ，VPV，Tk)(2) QPV＝QPV(VPQ，VPV，Tk) (3) 可得準穩(wěn)態(tài)無功類靈敏度的計算公式見表1。
表1準穩(wěn)態(tài)的無功類靈敏度S(x，h)u的計算公式
其中表1中的所有量都可以直接對潮流模型(1)-(3)對應(yīng)的雅可比矩陣求逆得到。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種省地協(xié)調(diào)電壓控制中實時獲得地調(diào)側(cè)控制能力指標的方法，從而及時地為省地協(xié)調(diào)電壓控制策略計算提供依據(jù)，以保證省地協(xié)調(diào)自動電壓控制的正常運行。
本發(fā)明提出的省地協(xié)調(diào)電壓控制中地調(diào)側(cè)控制能力指標的方法，其特征在于， 首先將省地協(xié)調(diào)邊界為220kV的變電站的每一個變壓器定義為一個關(guān)口，變壓器的高壓側(cè)為省級電網(wǎng)，變壓器中壓側(cè)所連接的是呈輻射狀的地區(qū)電網(wǎng)。
本發(fā)明所述地調(diào)側(cè)控制能力由QNI、QND、QNIst、QNDst四個指標組成，其中，QNI表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量，QND表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量，QNIst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量，QNDst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量； 該方法包括以下步驟 1)當監(jiān)測周期到來時，檢測得到關(guān)口所在變電站內(nèi)及關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中所有當前時刻處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量并進行編號，編號為1、2、......n，其中，n為關(guān)口所在變電站內(nèi)及關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中所有當前時刻處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，n1+n2＝n，其中n1為關(guān)口所在變電站內(nèi)處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，n2為關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，設(shè)屬于關(guān)口所在變電站內(nèi)的無功設(shè)備編號為1至n1，屬于關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)的無功設(shè)備編號為n1+1至n；設(shè)定無功設(shè)備i每日最大允許動作次數(shù)nact-maxi及無功設(shè)備i允許的動作最小時間間隔為Δtact-mini；nact-maxi為自然數(shù)，Δtact-mini為實數(shù)； 獲取第i個無功設(shè)備的容量Qi，檢測得到該無功設(shè)備i當日已動作次數(shù)nact-i和當前時刻距離無功設(shè)備i上一次動作的時間間隔Δtact-i，其中n，i均為自然數(shù)且滿足1≤i≤n； 2)獲得當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量QNI其中vNI-i1為無功設(shè)備i1的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQNI-i1為無功設(shè)備i1動作后所在母線的無功增加值，取ΔQNI-i1＝無功設(shè)備i1的容量Qi1，i1為自然數(shù)，n1+1≤i1≤n；該無功設(shè)備i1的權(quán)重系數(shù)vNI-i1的值具體確定如下 21)如果無功設(shè)備i1不是可投入但尚未投入的電容器或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器，則令vNI-i1＝0；否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟22)； 22)計算得到無功設(shè)備i1的無功對變電站j內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SNI-i1k，SNI-i1k為實數(shù)，其中1≤k≤mj，mj為變電站j內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，j為無功設(shè)備i1所在的變電站的編號，j、mj、k均為自然數(shù)；計算得到無功設(shè)備i1動作后母線k的電壓變化量ΔVNI-i1k＝SNI-i1k·ΔQNI-i1；該mj條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVN1-i1k滿足Vjk+ΔVNI-i1k＞Vmax jk，則令vNI-i1＝0，其中，Vjk為實時量測獲得的母線k的當前電壓，Vmax jk為母線k的運行電壓上限，否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟23)； 23)當nact-i1≥nact-maxi1，則令VNI-i1＝0；其中nact-i1為檢測得到的無功設(shè)備i1當日已動作次數(shù)，nact-maxi為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟24)； 24)當Δtact-i1≤Δtact-mini1，令vNI-i1＝0；Δtact-i1為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i1上一次動作的時間間隔，Δtact-mini1為無功設(shè)備i1允許的動作最小時間間隔，Δtact-i1≥0，Δtact-mini1≥0，Δtact-mini為事先設(shè)定的實數(shù)，否則，vNI-i1＝1； 3)確定當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量QND其中vND-i2為無功設(shè)備i2的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQND-i2為無功設(shè)備i2動作后，所在母線的無功減少值ΔQND-i2，ΔQND-i2＝無功設(shè)備i2的容量Qi2，i2為自然數(shù)，n1+1≤i2≤n；該無功設(shè)備i2的權(quán)重系數(shù)vND-i2的值具體確定如下 31)如果無功設(shè)備i2不是可切除但還處于投入狀態(tài)的電容器或可投入但尚未投入的電抗器，則令vND-i2＝0；否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟32)； 32)計算無功設(shè)備i2的無功對變電站j內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SND-i2k，SND-i2k為實數(shù)，其中，1≤k≤mj，mj為變電站j內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，j為無功設(shè)備i2所在的變電站的編號，j，mj、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i2后母線k的電壓變化量ΔVND-i2k＝SND-i2k·ΔQND-i2；該mj條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVND-i2k滿足Vjk-ΔVND-i2k＜Vmin jk，則令vND-i2＝0，其中，其中Vjk表示母線k的當前電壓，通過實時量測獲得，Vmin jk表示母線k的運行電壓下限，否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟33)； 33)當nact-i2≥nact-maxi2，令vND-i2＝0；其中nact-i2為檢測得到的無功設(shè)備i2當日已動作次數(shù)，nact-maxi2為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟34)； 34)當Δtact-i2≤Δtact-mini2，令vND-i2＝0；Δtact-i2為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i2上一次動作的時間間隔，Δtact-mini2為無功設(shè)備i2允許的動作最小時間間隔，Δtact-i2≥0，Δtact-mini2≥0，Δtact-mini2為事先設(shè)定的實數(shù)，否則，vND-i2＝1； 4)獲得當前關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量QNIst其中vNI-i3st為無功設(shè)備i3的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQNI-i3st為無功設(shè)備i3動作后，所在母線的無功增加值ΔQNI-i3st，

i3為自然數(shù)，1≤i3≤n1；該無功設(shè)備i3的權(quán)重系數(shù)vNI-i3st的值具體確定如下 41)如果無功設(shè)備i3不是可投入但尚未投入的電容器或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器，則令否則，轉(zhuǎn)步驟42)； 42)計算無功設(shè)備i3的無功對關(guān)口所在變電站內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SNI-i3kst，SNI-i3kst為實數(shù)，1≤k≤m，m為關(guān)口所在變電站內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，m、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i3后母線k的電壓變化量該m條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVNI-i3kst滿足則令其中，Vk為實時量測獲得的母線k的當前電壓，Vmax k為母線k的運行電壓上限，否則，轉(zhuǎn)步驟43)； 43)當nact-i3≥nact-maxi3，則令其中nact-i3為檢測得到的無功設(shè)備i3當日已動作次數(shù)，nact-maxi3為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，轉(zhuǎn)步驟44) 44)當Δtact-i3≤Δtact-mini3，令Δtact-i3為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i3上一次動作的時間間隔，Δtact-mini3為無功設(shè)備i3允許的動作最小時間間隔，Δtact-i3≥0，Δtact-mini3≥0，Δtact-mini3為事先設(shè)定的實數(shù)，否則， 5)確定當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量QNDst其中為無功設(shè)備i4的權(quán)重系數(shù)，vND-i4st取值為0或1，ΔQND-i4st為無功設(shè)備i4動作后，所在母線的無功增加值ΔQND-i4st，

i4為自然數(shù)，1≤i4≤n1，該無功設(shè)備i4的權(quán)重系數(shù)vND-i4st的值具體確定如下 51)如果無功設(shè)備i4不是可切除但還處于投入狀態(tài)的電容器或可投入但尚未投入的電抗器，則令否則，轉(zhuǎn)步驟52)； 52)計算無功設(shè)備i4的無功對關(guān)口所在變電站內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SND-i4kst，SND-i4kst為實數(shù)，1≤k≤m，m為關(guān)口所在變電站內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，m、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i4后母線k的電壓變化量該m條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVND-i4kst滿足則令其中Vk表示母線k的當前電壓，通過實時量測獲得，Vmin k表示母線k的運行電壓下限，否則，轉(zhuǎn)步驟53)； 53)當nact-i4≥nact-maxi4，令其中nact-i4為檢測得到的無功設(shè)備i4當日已動作次數(shù)，nact-maxi4為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，轉(zhuǎn)步驟54)； 54)當Δtact-i4≤Δtact-mini4，令Δtact-i4為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i4上一次動作的時間間隔，Δtact-mini4為無功設(shè)備i4允許的動作最小時間間隔，Δtact-i4≥0，Δtact-mini4≥0，Δtact-mini4為事先設(shè)定的實數(shù)，否則， 6)將獲得的QNI、QND、QNIst、QNDst作為地調(diào)側(cè)控制能力的四個指標通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至省調(diào)，等待下一個監(jiān)測周期到來時轉(zhuǎn)步驟1)。
本發(fā)明的特點和效果 本發(fā)明從系統(tǒng)全局控制的角度出發(fā)，針對地調(diào)側(cè)的無功設(shè)備，考慮設(shè)備動作次數(shù)、設(shè)備動作時間間隔、設(shè)備動作后母線電壓不能越限等限制，在線實時獲得地調(diào)側(cè)無功設(shè)備的可增減容量，并上傳至省調(diào)側(cè)自動電壓控制，為控制策略的計算提供依據(jù)，從而實現(xiàn)較為精確地計算出當前時刻地調(diào)的無功上調(diào)能力和無功下調(diào)能力，實現(xiàn)省調(diào)和地調(diào)電壓控制之間的相互協(xié)調(diào)，達到降低網(wǎng)損的目的。
本發(fā)明將計算得到的當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量QNI、當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量QND、當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量QNIst、當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量QNDst，作為在省地協(xié)調(diào)電壓控制中準確描述地調(diào)側(cè)控制能力的指標。
本發(fā)明提出的方法可集成在現(xiàn)場運行的自動電壓控制系統(tǒng)中，以保證省地協(xié)調(diào)自動電壓控制正常運行。

具體實施例方式 本發(fā)明提出的省地協(xié)調(diào)電壓控制中實時獲得地調(diào)側(cè)控制能力指標的方法結(jié)合實施例詳細說明如下 本發(fā)明提出的方法中，首先將省地協(xié)調(diào)邊界為220kV的變電站的每一個變壓器定義為一個關(guān)口，變壓器的高壓側(cè)為省級電網(wǎng)，變壓器中壓側(cè)所連接的是呈輻射狀的地區(qū)電網(wǎng)。
本發(fā)明所述地調(diào)側(cè)控制能力由QNI、QND、QNIst、QNDst四個指標組成，其中，QNI表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量，QND表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量，QNIst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量，QNDst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量； 本發(fā)明提出的省地協(xié)調(diào)電壓控制中實時獲得地調(diào)側(cè)控制能力指標的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)當監(jiān)測周期到來時(監(jiān)測周期取值范圍一般可設(shè)為5-15分鐘)，檢測得到關(guān)口所在變電站內(nèi)及關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中所有當前時刻處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量并進行編號，編號為1、2、......n，其中，n為關(guān)口所在變電站內(nèi)及關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中所有當前時刻處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，n1+n2＝n，其中n1為關(guān)口所在變電站內(nèi)處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，n2為關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，設(shè)屬于關(guān)口所在變電站內(nèi)的無功設(shè)備編號為1至n1，屬于關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)的無功設(shè)備編號為n1+1至n；設(shè)定無功設(shè)備i每日最大允許動作次數(shù)nact-maxi及無功設(shè)備i允許的動作最小時間間隔為Δtact-mini；nact-maxi為自然數(shù)，Δtact-mini為實數(shù)，nact-maxi和Δtact-mini均事先由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗給出，一般nact-maxi取值范圍可為5-10次，Δtact-mini取值范圍可為0.5-2小時； 獲取第i個無功設(shè)備的容量Qi，檢測得到該無功設(shè)備i當日已動作次數(shù)nact-i和當前時刻距離無功設(shè)備i上一次動作的時間間隔Δtact-i，其中n，i均為自然數(shù)且滿足1≤i≤n； (可以進行控制的無功設(shè)備必須處于非故障狀態(tài)，將故障的設(shè)備進行控制極容易引起事故，設(shè)備的狀態(tài)在不斷變化中，需要實時統(tǒng)計。) (以下由于獲得不同控制能力指標中，將無功設(shè)備i分別表示不同狀態(tài)的設(shè)備，為此將設(shè)備i分別表示為i1、i2、i3、i4，) 2)獲得當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量QNI(每個關(guān)口只有一個QNI，其數(shù)值等于在該輻射狀地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)所有可增加的無功設(shè)備容量之和，可增加的無功設(shè)備容量為可投入但尚未投入的電容器容量或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器容量)其中vNI-i1為無功設(shè)備i1的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQNI-i1為無功設(shè)備i1動作后所在母線的無功增加值，取ΔQNI-i1＝無功設(shè)備i1的容量Qi1，i1為自然數(shù)，n1+1≤i1≤n；該無功設(shè)備i1的權(quán)重系數(shù)vNI-i1的值具體確定如下 21)如果無功設(shè)備i1不是可投入但尚未投入的電容器或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器，則令vNI-i1＝0(即在計算中不考慮無功設(shè)備i1的容量)；否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟22)； 22)計算得到無功設(shè)備i1的無功對變電站j內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SNI-i1k，SNI-i1k為實數(shù)(采用已有的準穩(wěn)態(tài)靈敏度求解方法計算得出)，其中1≤k≤mj，mj為變電站j內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，j為無功設(shè)備i1所在的變電站的編號，j、mj、k均為自然數(shù)；計算得到無功設(shè)備i1動作后母線k的電壓變化量ΔVNI-i1k＝SNI-i1k·ΔQNI-i1；該mj條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVNI-i1k滿足Vjk+ΔVNI-i1k＞Vmax jk(無功設(shè)備i1的動作會使得母線k的電壓越限)，則令vNI-i1＝0，其中，Vjk為實時量測獲得的母線k的當前電壓，Vmax jk為母線k的運行電壓上限(由電力系統(tǒng)運行方式規(guī)定事先設(shè)定，一般可設(shè)為母線額定電壓的1.05-1.10倍)，否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟23)； 23)當nact-i1≥nact-maxi1(認為無功設(shè)備i1不可動作)，則令vNI-i1＝0；其中nact-i1為檢測得到的無功設(shè)備i1當日已動作次數(shù)，nact-maxi為事先設(shè)定的自然數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i1同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)；否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟24)； 24)當Δtact-i1≤Δtact-mini1(認為無功設(shè)備i1不可動作)，令vNI-i1＝0；Δtact-i1為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i1上一次動作的時間間隔，Δtact-mini1為無功設(shè)備i1允許的動作最小時間間隔，Δtact-i1≥0，Δtact-mini1≥0，Δtact-mini為事先設(shè)定的實數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i1同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)，否則，vNI-i1＝1(即在計算中考慮無功設(shè)備i1的容量)； (上述步驟21)-24)表明QNI表示從該變壓器中壓側(cè)向下輻射的整個地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)真正可增加的無功容量，其中不包括那些可能會導致電壓越限、設(shè)備投切次數(shù)越限、動作時間間隔過短的設(shè)備的可用容量；) 3)確定當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量QND(每個關(guān)口只有一個QND，其數(shù)值等于在該輻射狀地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)所有可減少的非故障狀態(tài)無功設(shè)備容量之和，可減少的無功設(shè)備容量指的是可切除但還處于投入狀態(tài)的電容器容量或可投入但尚未投入的電抗器容量)其中vND-i2為無功設(shè)備i2的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQND-i2為無功設(shè)備i2動作后，所在母線的無功減少值ΔQND-i2，ΔQND-i2＝無功設(shè)備i2的容量Qi2，i2為自然數(shù)，n1+1≤i2≤n；該無功設(shè)備i2的權(quán)重系數(shù)vND-i2的值具體確定如下 31)如果無功設(shè)備i2不是可切除但還處于投入狀態(tài)的電容器或可投入但尚未投入的電抗器，則令vND-i2＝0(即在計算中不考慮無功設(shè)備i2的容量)；否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟32)； 32)計算無功設(shè)備i2的無功對變電站j內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SND-i2k，SND-i2k為實數(shù)(采用已有的準穩(wěn)態(tài)靈敏度求解方法計算得出)，其中，1≤k≤mj，mj為變電站j內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，j為無功設(shè)備i2所在的變電站的編號，j，mj、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i2后母線k的電壓變化量ΔVND-i2k＝SND-i2k·ΔQND-i2；該mj條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVND-i2k滿足Vjk-ΔVND-i2k＜Vmin jk(無功設(shè)備i2的動作會使得母線k的電壓越限)，則令vND-i2＝0，其中，其中Vjk表示母線k的當前電壓，通過實時量測獲得，Vmin jk表示母線k的運行電壓下限(由電力系統(tǒng)運行方式規(guī)定事先設(shè)定，一般可設(shè)為母線額定電壓的0.9-0.95倍)，否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟33)； 33)當nact-i2≥nact-maxi2(認為無功設(shè)備i2不可動作)，令vND-i2＝0；其中nact-i2為檢測得到的無功設(shè)備i2當日已動作次數(shù)，nact-maxi2為事先設(shè)定的自然數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i2同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)；否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟34)； 34)當Δtact-i2≤Δtact-mini2(認為無功設(shè)備i2不可動作)，令vND-i2＝0；Δtact-i2為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i2上一次動作的時間間隔，Δtact-mini2為無功設(shè)備i2允許的動作最小時間間隔，Δtact-i2≥0，Δtact-mini2≥0，Δtact-mini2為事先設(shè)定的實數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i2同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)，否則，vND-i2＝1(即在計算中考慮無功設(shè)備i2的容量)； (上述步驟31)-34)表明QND表示從該變壓器中壓側(cè)向下輻射的整個地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)真正可減少的無功容量，其中不包括那些可能會導致電壓越限、設(shè)備投切次數(shù)超限、動作時間間隔過短的設(shè)備的可用容量；) 4)獲得當前關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量QNIst(每個關(guān)口只有一個QNIst，其數(shù)值等于在該關(guān)口所對應(yīng)變壓器的低壓側(cè)所有可增加的非故障狀態(tài)無功設(shè)備容量之和所有可增加的無功設(shè)備容量之和，可增加的無功設(shè)備容量為可投入但尚未投入的電容器容量或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器容量)其中vNI-i3st為無功設(shè)備i3的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQNI-i3st為無功設(shè)備i3動作后，所在母線的無功增加值ΔQNI-i3st，

i3為自然數(shù)，1≤i3≤n1；該無功設(shè)備i3的權(quán)重系數(shù)vNI-i3st的值具體確定如下 41)如果無功設(shè)備i3不是可投入但尚未投入的電容器或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器，則令(即在計算中不考慮無功設(shè)備i3的容量)；否則，轉(zhuǎn)步驟42)； 42)計算無功設(shè)備i3的無功對關(guān)口所在變電站內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SNI-i3kst，SNI-i3kst為實數(shù)(采用已有的準穩(wěn)態(tài)靈敏度求解方法計算得出)，1≤k≤m，m為關(guān)口所在變電站內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，m、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i3后母線k的電壓變化量該m條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVNI-i3kst滿足(無功設(shè)備i3的動作會使得母線k的電壓越限)，則令其中，Vk為實時量測獲得的母線k的當前電壓，Vmaxk為母線k的運行電壓上限(由電力系統(tǒng)運行方式規(guī)定事先設(shè)定，一般可設(shè)為母線額定電壓的1.05-1.10倍)，否則，轉(zhuǎn)步驟43)； 43)當nact-i3≥nact-maxi3(認為無功設(shè)備i3不可動作)，則令其中nact-i3為檢測得到的無功設(shè)備i3當日已動作次數(shù)，nact-maxi3為事先設(shè)定的自然數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i3同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)；否則，轉(zhuǎn)步驟44) 44)當Δtact-i3≤Δtact-mini3(認為無功設(shè)備i3不可動作)，令Δtact-i3為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i3上一次動作的時間間隔，Δtact-mini3為無功設(shè)備i3允許的動作最小時間間隔，Δtact-i3≥0，Δtact-mini3≥0，Δtact-mini3為事先設(shè)定的實數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i3同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)，否則，(即在計算中考慮無功設(shè)備i3的容量)； (上述步驟41)-44)表明QNIst表示該關(guān)口所對應(yīng)的變壓器低壓側(cè)真正可增加的無功容量，其中不包括那些可能會導致電壓越限、設(shè)備投切次數(shù)越限、動作時間間隔過短的設(shè)備的可用容量；) 5)確定當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量QNDst(每個關(guān)口只有一個QNDst，其數(shù)值等于在該關(guān)口內(nèi)，即該關(guān)口所對應(yīng)變壓器的低壓側(cè)所有可減少的非故障狀態(tài)無功設(shè)備容量之和，可減少的無功設(shè)備容量指的是可投入但尚未投入的電抗器容量或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電容器容量)其中vND-i4st為無功設(shè)備i4的權(quán)重系數(shù)，取值為0或1，ΔQND-i4st為無功設(shè)備i4動作后，所在母線的無功增加值ΔQND-i4st，

i4為自然數(shù)，1≤i4≤n1；該無功設(shè)備i4的權(quán)重系數(shù)vND-i4st的值具體確定如下 51)如果無功設(shè)備i4不是可切除但還處于投入狀態(tài)的電容器或可投入但尚未投入的電抗器，則令(即在計算中不考慮無功設(shè)備i4的容量)；否則，轉(zhuǎn)步驟52)； 52)計算無功設(shè)備i4的無功對關(guān)口所在變電站內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SND-i4kst，SND-i4kst為實數(shù)(采用已有的準穩(wěn)態(tài)靈敏度求解方法計算得出)，1≤k≤m，m為關(guān)口所在變電站內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，m、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i4后母線k的電壓變化量該m條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVND-i4kst滿足(無功設(shè)備i4的動作會使得母線k的電壓越限)，則令其中Vk表示母線k的當前電壓，通過實時量測獲得，Vmink表示母線k的運行電壓下限，(由電力系統(tǒng)運行方式規(guī)定事先設(shè)定，一般可設(shè)為母線額定電壓的0.9-0.95倍)，否則，轉(zhuǎn)步驟53)； 53)當nact-i4≥nact-maxi4(認為無功設(shè)備i4不可動作)，令其中nact-i4為檢測得到的無功設(shè)備i4當日已動作次數(shù)，naxt-maxi4為事先設(shè)定的自然數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i4同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)；否則，轉(zhuǎn)步驟54)； 54)當Δtact-i4≤Δtact-mini4(認為無功設(shè)備i4不可動作)，令Δtact-i4為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i4上一次動作的時間間隔，Δtact-mini4為無功設(shè)備i4允許的動作最小時間間隔，Δtact-i4≥0，Δtact-mini4≥0，Δtact-mini4為事先設(shè)定的實數(shù)(由運行人員根據(jù)無功設(shè)備i4同類型的設(shè)備實際運行經(jīng)驗得到)，否則，(即在計算中考慮無功設(shè)備i4的容量)； (上述步驟51)-54)表明QNDst表示該關(guān)口所對應(yīng)的變壓器低壓側(cè)真正可減少的無功容量，其中不包括那些可能會導致電壓越限、設(shè)備投切次數(shù)越限、動作時間間隔過短的設(shè)備的可用容量；) 6)將獲得的QNI、QND、QNIst、QNDst作為地調(diào)側(cè)控制能力的四個指標通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至省調(diào)，等待下一個監(jiān)測周期到來時轉(zhuǎn)步驟1)。
通過本發(fā)明上述方法實時獲得地調(diào)側(cè)控制能力指標，使省調(diào)實時獲得地調(diào)考慮動作約束后的無功上調(diào)能力和無功下調(diào)能力，為省地協(xié)調(diào)電壓控制能夠正常、合理的運行提供保證，達到降低網(wǎng)損的目的。其中動作約束指的是無功設(shè)備動作后母線電壓不能越限、無功設(shè)備動作次數(shù)不能越限、無功設(shè)備動作時間間隔限制的約束。
在目前的省地協(xié)調(diào)電壓控制方法中，省地協(xié)調(diào)的控制指令計算部分配置在省調(diào)側(cè)，數(shù)據(jù)先上傳到省調(diào)，然后由省地協(xié)調(diào)的控制指令計算部分接收。省調(diào)側(cè)實時獲得地調(diào)側(cè)的無功調(diào)節(jié)能力的數(shù)據(jù)，在計算控制指令時加以考慮，保證省地協(xié)調(diào)電壓控制方法能夠正常應(yīng)用。
本發(fā)明方法的一個實施例，具體說明如下 本發(fā)明實施例考慮一個關(guān)口及其變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀地區(qū)電網(wǎng)。所有設(shè)備處于非故障狀態(tài)?？紤]設(shè)備動作后，考慮母線電壓是否越限時只考慮每個變電站內(nèi)的高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線。所以對于每一個變電站有mj＝2，對于關(guān)口所在的變電站m＝2。
各設(shè)定值如下 220kV網(wǎng)絡(luò) Vmax jk＝Vmax k＝242.0kV Vmin jk＝Vmin k＝220.0kV 110kV網(wǎng)絡(luò) Vmax jk＝Vmax k＝121.0kV Vmin jk＝Vmin k＝110.0kV 35kV網(wǎng)絡(luò) Vmax jk＝Vmax k＝41.0kV Vmin jk＝Vmin k＝33.0kV nact-maxi1＝nact-maxi2＝nact-maxi3＝nact-maxi4＝5(次) Δtact-mini1＝Δtact-mini2＝Δtact-mini3＝Δtact-mini4＝1小時 其中，5≤i1≤n，5≤i2≤n，1≤i3≤n，1≤i4≤n；n＝10，關(guān)口所連接輻射網(wǎng)內(nèi)有三個變電站，分別為變電站2、變電站3、變電站4，所以2≤j，j≤4。
本實施例的方法包括以下步驟 1)監(jiān)測周期到來時，檢測到關(guān)口所在變電站內(nèi)及關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中所有處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備，統(tǒng)計數(shù)量并進行編號，具體無功設(shè)備如表2所示，按表中的順序進行編號，電容器A、電容器B、電抗器C、電抗器D、電容器E、電容器F、電容器G、電容器H、電抗器I、電抗器J依次編號為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的個數(shù)為n＝10，其中關(guān)口所在變電站內(nèi)有n1個無功設(shè)備處于非故障狀態(tài)，n1＝4，關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中有n2個無功設(shè)備處于非故障狀態(tài)，n2＝6；對于第i個無功設(shè)備，其容量為Qi，其當日已動作次數(shù)為nact-i，每日最大允許動作次數(shù)為nact-maxi，當前時刻距離無功設(shè)備i上一次動作的時間間隔為Δtact-i，無功設(shè)備i允許的動作最小時間間隔為Δtact-mini；其中n，i均為自然數(shù)且滿足1≤i≤n；Qi對應(yīng)于表2中的“容量MVar”這一列，nact-i對應(yīng)于表2中的“當日已動作次數(shù)”這一列，Δtact-i對應(yīng)于表2中的“距離上次動作的時間間隔”這一列； 表2某關(guān)口及其變壓器中壓側(cè)所連接輻射狀地區(qū)電網(wǎng)無功設(shè)備

2)確定當前地調(diào)輻射狀地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)可增加的無功容量QNI。輻射狀地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)非故障無功設(shè)備有電容器F、電容器H、電容器E、電容器G、電抗器I，電抗器J(分別依次對應(yīng)i1＝6、8、5、7、9、10)，以電容器F為例，電容器F在表中的編號為6，由于，考慮i1＝6作如下判斷 21)電容器F是退出運行的電容器，vNI-6＝1，轉(zhuǎn)入22)； 22)所屬變電站編號為j＝2，計算電容器F動作以后該無功設(shè)備所在母線的無功增加值ΔQNI-6＝5MVar。采用已有的準穩(wěn)態(tài)靈敏度求解方法計算得出設(shè)備所在母線對設(shè)備所在變電站j的所有母線的準穩(wěn)態(tài)靈敏度，變電站內(nèi)高壓側(cè)母線對應(yīng)k＝1，中壓側(cè)母線對應(yīng)k＝2，所以SNI-61＝0.08，SNI-62＝0.16，計算得到投入運行電容器F后變電站內(nèi)高壓側(cè)和中壓側(cè)母線的電壓變化量ΔVNI-61＝0.08×5＝0.4kV，ΔVNI-62＝0.16×5＝0.8kV，高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線當前電壓分別為V21＝111.2kV，V22＝35.5kV，高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線運行上限分別為Vmax21＝121.0kV、Vmax22＝41.0kV。V21+ΔVNI-61＝111.6kV＜Vmax21，V22+ΔVNI-62＝36.3kV＜Vmax22，母線電壓不會越限，vNI-6＝1，轉(zhuǎn)入23)； 23)電容器F當日已經(jīng)動作了nact-6＝2次，nact-max6＝5次，nact-6＜nact-max6，vNI-6＝1，轉(zhuǎn)入24)； 24)當前時刻距離電容器F時間間隔為Δtact-6＝1.5小時，Δtact-min6＝1小時，Δtact-6＞Δtact-min6，vNI-6＝1； 同理對關(guān)口所在變電站內(nèi)變壓器所連接的輻射狀地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)退出運行的電容器和投入運行的電抗器進行判斷，即電容器F和電容器H，計算得設(shè)備動作后的同站內(nèi)母線電壓、設(shè)備已動作次數(shù)和當前時刻距離設(shè)備上一次動作的時間間隔如表2所示，判斷結(jié)果為電容器F正常狀態(tài)下可投入運行。vNI-6＝vNI-8＝1，vNI-5＝vNI-7＝vNI-9＝vNI-10＝0，QNI＝1×5+1×5＝10MVar； 3)確定當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量QND。輻射狀地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)非故障無功設(shè)備有電容器F、電容器H、電容器E、電容器G、電抗器I，電抗器J(分別依次對應(yīng)i2＝6、8、5、7、9、10)，所在變電站j＝2，以電容器E為例，i2＝5，進行如下判斷 31)電容器E是處于投入狀態(tài)的電容器，vND-5＝1，轉(zhuǎn)入32) 32)計算無功設(shè)備動作以后該無功設(shè)備所在母線的無功減少值ΔQND-5＝5MVar，即該無功設(shè)備的容量。計算設(shè)備所在母線對設(shè)備所在變電站j的所有母線的準穩(wěn)態(tài)靈敏度，變電站內(nèi)高壓側(cè)母線對應(yīng)k＝1，中壓側(cè)母線對應(yīng)k＝2，所以SND-51＝0.08，SND-52＝0.16，計算得到退出運行電容器E后變電站內(nèi)高壓側(cè)和中壓側(cè)母線的電壓變化量ΔVND-51＝0.08×5＝0.4kV，ΔVND-52＝0.16×5＝0.8kV，高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線當前電壓分別為V21＝111.2kV，V22＝35.5kV，高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線運行上限分別為Vmin21＝110.0kV、Vmin22＝33.0kV。V21-ΔVND-51＝110.8.6kV＞Vmin21，V22-ΔVND-52＝36.3kV＞Vmin22，母線電壓不會越限，vND-5＝1，轉(zhuǎn)入33)； 33)電容器E每日已經(jīng)動作了nact-5＝1次，電容器E每日最大允許動作次數(shù)為nact-max5＝1次，nact-5＜nact-max5，vND-5＝1，轉(zhuǎn)入34)； 34)當前時刻距離電容器E上一次動作的時間間隔為Δtact-5＝1.5小時，電容器E允許的動作最小時間間隔為Δtact-min5＝1小時，Δtact-5＞Δtact-min5； 同理對電容器F、電容器H、電容器G、電抗器I，電抗器J進行判斷，計算的設(shè)備動作后的同站內(nèi)母線電壓、設(shè)備已動作次數(shù)和當前時刻距離設(shè)備上一次動作的時間間隔如表2所示，判斷結(jié)果為電容器E和電容器G可以退出運行，電抗器I和電抗器J可以投入運行。vND-6＝vND-8＝0，vND-5＝vND-7＝vND-9＝vND-10＝1，QND＝1×5+1×5+1×5+1×5＝20MVar； 4)確定當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量QNIst?？疾煸撽P(guān)口對應(yīng)的變壓器所在變電站所有非故障無功設(shè)備，有電容器A、電容器B、電抗器C、和電抗器D(分別依次對應(yīng)i3為1、2、3、4)，以電容器B為例 41)電容器B是退出運行的電容器，轉(zhuǎn)入42)； 42)電容器B，i3＝2，所屬變電站編號為1，計算電容器B動作以后該無功設(shè)備所在母線的無功增加值采用已有的準穩(wěn)態(tài)靈敏度求解方法計算得出設(shè)備所在母線對設(shè)備所在變電站的所有母線的準穩(wěn)態(tài)靈敏度，變電站內(nèi)高壓側(cè)母線對應(yīng)k＝1，中壓側(cè)母線對應(yīng)k＝2，所以計算得到投入運行電容器B后變電站內(nèi)高壓側(cè)和中壓側(cè)母線的電壓變化量高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線當前電壓分別為V1＝220.2kV，V2＝110.5kV，高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線運行上限分別為Vmax1＝242.0kV、Vmax2＝121.0kV。母線電壓不會越限，轉(zhuǎn)入43)； 43)電容器B每日已經(jīng)動作了nact-2＝5次，nact-max2＝5次，nact-2＝nact-max2，正常狀態(tài)下電容器B不可以投入運行， 同理對電容器A、電抗器C、和電抗器D進行判斷，結(jié)果為i3＝1、2、3、4，所以 5)確定當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量QNDst。該關(guān)口對應(yīng)的變壓器所在變電站所有非故障無功設(shè)備，有電容器A、電容器B、電抗器C、和電抗器D(分別依次對應(yīng)i4為1、2、3、4)，以電容器A為例 51)電容器A投入運行的電容器，轉(zhuǎn)入52)； 52)電容器A，i4＝1，所屬變電站編號為1，計算電容器A動作以后該無功設(shè)備所在母線的無功減少值采用已有的準穩(wěn)態(tài)靈敏度求解方法計算得出設(shè)備所在母線對設(shè)備所在變電站的所有母線的準穩(wěn)態(tài)靈敏度，變電站內(nèi)高壓側(cè)母線對應(yīng)k＝1，中壓側(cè)母線對應(yīng)k＝2，所以計算得到投退出運行電容器A后變電站內(nèi)高壓側(cè)和中壓側(cè)母線的電壓變化量高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線當前電壓分別為V1＝220.2kV，V2＝110.5kV，高壓側(cè)母線和中壓側(cè)母線運行上限分別為Vmin1＝220.0kV、Vmin2＝110kV。母線電壓會越限，電容器A不可退出運行， 同理對關(guān)電容器B、電抗器C、和電抗器D。計算的設(shè)備動作后的同站內(nèi)母線電壓、設(shè)備已動作次數(shù)和當前時刻距離設(shè)備上一次動作的時間間隔如表2所示，判斷結(jié)果為i4＝1、2、3、4， 6)將統(tǒng)計所得的QNI、QND、QNIst、QNDst通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至省調(diào)。
權(quán)利要求
1.一種省地協(xié)調(diào)電壓控制中實時獲得地調(diào)側(cè)控制能力指標的方法，其特征在于，首先將省地協(xié)調(diào)邊界為220kV的變電站的每一個變壓器定義為一個關(guān)口，變壓器的高壓側(cè)為省級電網(wǎng)，變壓器中壓側(cè)所連接的是呈輻射狀的地區(qū)電網(wǎng)。
本發(fā)明所述地調(diào)側(cè)控制能力由QNI、QND、QNIst、QNDst四個指標組成，其中，QNI表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量，QND表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量，QNIst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量，QNDst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量；
該方法包括以下步驟
1)當監(jiān)測周期到來時，檢測得到關(guān)口所在變電站內(nèi)及關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中所有當前時刻處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量并進行編號，編號為1、2、......n，其中，n為關(guān)口所在變電站內(nèi)及關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中所有當前時刻處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，n1+n2＝n，其中n1為關(guān)口所在變電站內(nèi)處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，n2為關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)中處于非故障狀態(tài)的無功設(shè)備的數(shù)量，設(shè)屬于關(guān)口所在變電站內(nèi)的無功設(shè)備編號為1至n1，屬于關(guān)口所對應(yīng)變壓器中壓側(cè)所連接的輻射狀電網(wǎng)的無功設(shè)備編號為n1+1至n；設(shè)定無功設(shè)備i每日最大允許動作次數(shù)nact-maxi及無功設(shè)備i允許的動作最小時間間隔為Δtact-mini；nact-maxi為自然數(shù)，Δtact-mini為實數(shù)；
獲取第i個無功設(shè)備的容量Qi，檢測得到該無功設(shè)備i當日已動作次數(shù)nact-i和當前時刻距離無功設(shè)備i上一次動作的時間間隔Δtact-i，其中n，i均為自然數(shù)且滿足1≤i≤n；
2)獲得當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量其中vNI-i1為無功設(shè)備i1的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQNI-i1為無功設(shè)備i1動作后所在母線的無功增加值，取ΔQNI-i1＝無功設(shè)備i1的容量Qi1，i1為自然數(shù)，n1+1≤i1≤n；該無功設(shè)備i1的權(quán)重系數(shù)vNI-i1的值具體確定如下
21)如果無功設(shè)備i1不是可投入但尚未投入的電容器或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器，則令vNI-i1＝0；否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟22)；
22)計算得到無功設(shè)備i1的無功對變電站j內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SNI-i1k，SNI-i1k為實數(shù)，其中1≤k≤mj，mj為變電站j內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，j為無功設(shè)備i1所在的變電站的編號，j、mj、k均為自然數(shù)；計算得到無功設(shè)備i1動作后母線k的電壓變化量ΔVNI-i1k＝SNI-i1k·ΔQNI-i1；該mj條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVNI-i1k滿足Vjk+ΔVNI-i1k＞Vmaxjk，則令vNI-i1＝0，其中，Vjk為實時量測獲得的母線k的當前電壓，Vmaxjk為母線k的運行電壓上限，否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟23)；
23)當nact-i1≥nact-maxi1，則令vNI-i1＝0；其中nact-i1為檢測得到的無功設(shè)備i1當日已動作次數(shù)，nact-maxi為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，vNI-i1＝1，轉(zhuǎn)步驟24)；
24)當Δtact-i1≤Δtact-mini1，令vNI-i1＝0；Δtact-i1為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i1上一次動作的時間間隔，Δtact-mini1為無功設(shè)備i1允許的動作最小時間間隔，Δtact-i1≥0，Δtact-mini1≥0，Δtact-mini為事先設(shè)定的實數(shù)，否則，vNI-i1＝1；
3)確定當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量其中vND-i2為無功設(shè)備i2的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQND-i2為無功設(shè)備i2動作后，所在母線的無功減少值ΔQND-i2，ΔQND-i2＝無功設(shè)備i2的容量Qi2，i2為自然數(shù)，n1+1≤i2≤n；該無功設(shè)備i2的權(quán)重系數(shù)vND-i2的值具體確定如下
31)如果無功設(shè)備i2不是可切除但還處于投入狀態(tài)的電容器或可投入但尚未投入的電抗器，則令vND-i2＝0；否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟32)；
32)計算無功設(shè)備i2的無功對變電站j內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SND-i2k，SND-i2k為實數(shù)，其中，1≤k≤mj，mj為變電站j內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，j為無功設(shè)備i2所在的變電站的編號，j，mj、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i2后母線k的電壓變化量ΔVND-i2k＝SND-i2k·ΔQND-i2；該mj條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVND-i2k滿足Vjk-ΔVND-i2k＜Vminjk，則令vND-i2＝0，其中，其中Vjk表示母線k的當前電壓，通過實時量測獲得，Vminjk表示母線k的運行電壓下限，否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟33)；
33)當nact-i2≥nact-maxi2，令vND-i2＝0；其中nact-i2為檢測得到的無功設(shè)備i2當日已動作次數(shù)，nact-maxi2為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，vND-i2＝1，轉(zhuǎn)步驟34)；
34)當Δtact-i2≤Δtact-mini2，令vND-i2＝0；Δtact-i2為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i2上一次動作的時間間隔，Δtact-mini2為無功設(shè)備i2允許的動作最小時間間隔，Δtact-i2≥0，Δtact-mini2≥0，Δtact-mini2為事先設(shè)定的實數(shù)，否則，vND-i2＝1；
4)獲得當前關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量QNIst其中vNI-i3st為無功設(shè)備i3的權(quán)重系數(shù)，取值只能為0或1，ΔQNI-i3st為無功設(shè)備i3動作后，所在母線的無功增加值ΔQNI-i3st，ΔQNI-i3st＝無功設(shè)備i3的容量Qi3，i3為自然數(shù)，1≤i3≤n1；該無功設(shè)備i3的權(quán)重系數(shù)vNI-i3st的值具體確定如下
41)如果無功設(shè)備i3不是可投入但尚未投入的電容器或可切除但仍處于投入狀態(tài)的電抗器，則令否則，vNI-i3st＝1，轉(zhuǎn)步驟42)；
42)計算無功設(shè)備i3的無功對關(guān)口所在變電站內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SNI-i3kst，SNI-i3kst為實數(shù)，1≤k≤m，m為關(guān)口所在變電站內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，m、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i3后母線k的電壓變化量該m條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVNI-i3kst滿足則令其中，Vk為實時量測獲得的母線k的當前電壓，Vmaxk為母線k的運行電壓上限，否則，轉(zhuǎn)步驟43)；
43)當nact-i3≥nact-maxi3，則令其中nact-i3為檢測得到的無功設(shè)備i3當日已動作次數(shù)，nact-maxi3為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，轉(zhuǎn)步驟44)
44)當Δtact-i3≤Δtact-mini3，令Δtact-i3為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i3上一次動作的時間間隔，Δtact-mini3為無功設(shè)備i3允許的動作最小時間間隔，Δtact-i3≥0，Δtact-mini3≥0，Δtact-mini3為事先設(shè)定的實數(shù)，否則，
5)確定當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量QNDst其中為無功設(shè)備i4的權(quán)重系數(shù)，vND-i4st取值為0或1，ΔQND-i4st為無功設(shè)備i4動作后，所在母線的無功增加值ΔQND-i4st，ΔQND-i4st＝無功設(shè)備i4的容量Qi4，i4為自然數(shù)，1≤i4≤n1，該無功設(shè)備i4的權(quán)重系數(shù)vND-i4st的值具體確定如下
51)如果無功設(shè)備i4不是可切除但還處于投入狀態(tài)的電容器或可投入但尚未投入的電抗器，則令否則，轉(zhuǎn)步驟52)；
52)計算無功設(shè)備i4的無功對關(guān)口所在變電站內(nèi)第k條母線的電壓的準穩(wěn)態(tài)靈敏度SND-i4kst，SND-i4kst為實數(shù)，1≤k≤m，m為關(guān)口所在變電站內(nèi)需要考慮當前無功設(shè)備動作后電壓是否越限的母線數(shù)量，m、k均為自然數(shù)；計算得到投入無功設(shè)備i4后母線k的電壓變化量該m條母線中，當存在一條母線k的電壓變化量ΔVND-i4kst滿足則令其中Vk表示母線k的當前電壓，通過實時量測獲得，Vmink表示母線k的運行電壓下限，，否則，轉(zhuǎn)步驟53)；
53)當nact-i4≥nact-maxi4，令其中nact-i4為檢測得到的無功設(shè)備i4當日已動作次數(shù)，nact-maxi4為事先設(shè)定的自然數(shù)；否則，轉(zhuǎn)步驟54)；
54)當Δtact-i4≤Δtact-mini4，令Δtact-i4為檢測得到的當前時刻距離無功設(shè)備i4上一次動作的時間間隔，Δtact-mini4為無功設(shè)備i4允許的動作最小時間間隔，Δtact-i4≥0，Δtact-mini4≥0，Δtact-mini4為事先設(shè)定的實數(shù)，否則，
6)將獲得的QNI、QND、QNIst、QNDst作為地調(diào)側(cè)控制能力的四個指標通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至省調(diào)，等待下一個監(jiān)測周期到來時轉(zhuǎn)步驟1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及考慮省地協(xié)調(diào)的電壓控制中地調(diào)側(cè)控制能力的方法，屬于電力系統(tǒng)自動電壓控制技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明設(shè)計了描述地調(diào)側(cè)無功控制能力的指標QNI、QND、QNIst、QNDst，其中，QNI表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可增加的無功容量，QND表示當前地調(diào)輻射電網(wǎng)可減少的無功容量，QNIst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可增加的無功容量，QNDst表示當前地調(diào)關(guān)口所在變電站內(nèi)可減少的無功容量，本方法根據(jù)確定無功設(shè)備i1的權(quán)重系數(shù)是否為0，實現(xiàn)了上述地調(diào)側(cè)無功電壓控制能力的指標的在線計算。本發(fā)明可及時地為省地協(xié)調(diào)電壓控制策略計算提供依據(jù)，以保證省地協(xié)調(diào)自動電壓控制的正常運行。
文檔編號H02J3/16GK101800429SQ200910244489
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者魯庭瑞, 孫宏斌, 郭建偉, 郭慶來, 李海峰, 王彬, 羅建裕, 張伯明, 劉華偉, 吳文傳, 陳銳 申請人:江蘇省電力公司, 清華大學