电力系统自动电压控制方法

1、一种电力系统自动电压控制方法，其特征是：采用以下的技术步骤：
第1步：确定控制区域的分界参数值：所述参数值包括电压的合格值上限、 理想值上限、理想值下限、合格值下限；其中：理想值上限和理想值下限的 数值由系统运行要求确定；以合格值上限与理想值上限之间的中间值作为上 中线值；以理想值下限与合格值下限之间的中间值为下中线值；
第2步：以确定的上述6组随时间变化的参数值为界，将控制电压的控制 区域划分为I、II、III、IV、V、VI、VII七个区；分别代表大于“合格值上 限”区，小于“合格值上限”、大于或等于“上中线值”区，大于“理想值上 限”小于或等于“上中线值”区，大于“理想值下限”小于“理想值上限” 区，小于“理想值下限”、大于或等于“下中线值”区，大于“合格值下限”、 小于或等于“下中线值”区及小于“合格值下限”区；
第3步：根据控制电压的量值、对应所处的区位及其电压值的升、稳或降 3种变化趋势，对无功设备组的投切方式进行选择控制；
第4步：对无功设备组的投切方式进行选择控制采用表1代表的在仅有1 个控制电压时自动电压控制的动作规则，或采用表2代表的有2个控制目标， 其中1个为“控制电压”，另1个为“监视电压”时自动电压控制的动作规则。
表1

表2：

技术领域\n本发明涉及电力系统中的电压无功自动控制方法，即一种通过对控制量 (母线电压U、主变压器输入无功功率Q)进行精细分区并结合控制量的变化 趋势进行自动电压控制的方法。\n技术背景\n目前在电力系统中运行的电压无功综合自动控制装置均采用九区图原理 对无功功率及母线电压进行控制。\n根据有无电容器(电抗器)组和变压器调压开关类型，可分为三种控制 方式：1、有电容器(电抗器)组且变压器为有载调压开关：对无功和电压进 行综合控制，目标是将母线电压和无功功率控制在规定的上、下限值之间；2、 有电容器(电抗器)组且变压器为无激磁调压开关：通过投切电容器(电抗 器)组将母线电压控制在规定的上、下限值之间；3、无电容器(电抗器)组 且变压器为有载调压开关：通过调节变压器有载调压开关将母线电压控制在 规定的上、下限值之间。\n其中第3种控制方式，动作原理简单，而且实际运行的变电站很少有采 用有载调压开关而不配置电容器的，故通常不予研究。针对第1种和第2种 控制方式，在现有控制方法中，因为控制量(母线电压U、无功功率Q)分区 过粗，对母线电压和无功功率均仅由上、下限值将其划分为合格、超上限、 超下限三个区域，且未考虑控制量的变化趋势，故控制功能较差，在实际运 行中常出现装置动作频繁、调节系统运行电压和无功潮流不及时、母线电压 合格率较低或无功潮流不合理等问题。\n发明的内容\n本发明所要解决的技术问题是：采用对控制量(母线电压U)的精细分区 并结合控制量的变化趋势的方法进行自动电压控制。\n为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：将母线电压(U)分为 7个控制区域，在每个控制区域中，结合考虑实测的母线电压的上升、不变和 下降3种变化趋势，对无功设备的工作方式进行自动控制(电容器组的投切、 有载调压开关的调整)，从而实现对母线电压的精确控制。采用所述方法的结 果是：能在电容器投切次数、有载调压开关调整次数较少的情况下，获得较 理想的无功潮流和较好的电压合格率；或能够在电容器(电抗器)组投切次 数较少的前提下达到较高的电压合格率。\n根据本发明的上述控制方法，其特征是：采用以下的技术步骤：\n1、确定控制区域的分界参数值：所述参数值包括电压的合格值上限、理 想值上限、理想值下限、合格值下限；其中：理想值上限和理想值下限的数 值由系统运行要求确定；以合格值上限与理想值上限之间的中间值作为上中 线值；以理想值下限与合格值下限之间的中间值为下中线值；\n2、以确定的上述6组随时间变化的参数值为界，将被监测电压的控制区 域划分为I、II、III、IV、V、VI、VII七个区；分别代表大于“合格值上限” 区，小于“合格值上限”、大于或等于“上中线值”区，大于“理想值上限” 小于或等于“上中线值”区，大于“理想值下限”小于“理想值上限”区， 小于“理想值下限”、大于或等于“下中线值”区，大于“合格值下限”、小 于或等于“下中线值”区及小于“合格值下限”区；\n3、根据以被监测电压的量值、对应时段所处的区位及其在单位时间间隔 内电压的上升、不变或下降3种变化趋势，对无功设备组的投切方式进行选 择控制。\n上述控制方法适用于控制变电站两种以内(A、B)不同电压等级的母线电 压，即通过采集A、B级母线电压作为控制目标，根据需要由用户分别定义为 “控制电压”及“监测电压”，并可以更改。\n采用本发明控制方法的无功设备应满足以下的技术条件：\n1、无功设备的安全监视电压\n无功设备以其运行所在YX母线电压(UYX)作为安全监视电压。 当UYX≥Umax千伏时、应闭锁无功自动投切功能，且按每间隔b秒钟切出一组 无功设备的速度加速切除。\n当UYX≤(Umax-U差压)千伏时，停止对无功设备的加速切除，恢复无功设备的 自动投切功能。\n其中b、Umax、U差压值由用户整定，Umax根据无功设备可承受的最高工作 电压值整定，且b、Umax、U差压均可按定值通知单进行修改。\n2、根据本发明控制方法构成的控制系统AVC的闭锁功能\n当某组无功设备保护跳闸或手动跳闸时，闭锁该组无功设备的AVC。\n当某组在停用状态时闭锁该组的控制系统。\n当主变YX母线侧总路开关在断开状态时闭锁对应主变的AVC。\n当控制系统判断结果将出现不利的无功设备组合时，闭锁对应主变的 AVC，自动切换为手动控制。\n附图说明\n附图为本发明的规定值分区曲线图。\n参见附图：控制目标(包括“控制电压”及“监测电压”)由合格值上限、 上中线、理想值上限、理想值下限、下中线、合格值下限6条折线划分为I、 II、III、IV、V、VI、VII七个区域。\n具体实施方式\n被控制目标值(包括控制电压及监测电压)变化趋势的变化判别是：分别 以α秒钟为间隔采样值进行大小比较，用以判断电压变化趋势。即\n当Uta-Ut0≥m千伏时，定义为电压上升(“升”)；\n当Ut0-Uta≥m千伏时，定义为电压下降(“降”)；\n当|Uta-Ut0|＜m千伏时，定义为电压稳定(“稳”)。\na及m值由用户确定，并可按定值通知单进行修改。实施例中：母线电压 采用间隔a＝1分钟；m＝0.1千伏；无功设备最高运行电压Umax＝40千伏；加速 切除间隔b＝60秒；解除闭锁差压值U差压＝1.5千伏。\n若控制目标仅有1个电压，当AVC装置投运后，系统开始计时，并从t0时 刻开始测量及记录电压值Ut0，至与t0时刻相距α分钟的下一个时刻ta再测量和 记录电压值Uta，根据Ut0、Uta的大小判断电压的变化趋势，然后根据t0时刻的 电压值Ut0及t0→ta区间内的电压变化趋势，按表1列出的“动作规则1”决定 是否投切无功设备组。\n若控制目标有2个电压，则仍按上述规定对2个电压(控制电压和监视 电压)同时分别测量电压、计算电压变化趋势及单独进行判断，然后根据表2 列出的“动作规则2”进行综合判断，以决定是否投切无功设备组。\n表1：动作规则1(仅有1个电压)\n\n表2：动作规则2(有2个控制目标，其中1个为“控制电压”，另1个为“监 视电压”)。\n\n对表1和表2的说明：\n①同一组母线上投(切)电容器等同于切(投)电抗器，规则表中为叙述方 便，均统称为无功设备并作为投切对象。\n②当对无功设备组的动作要求为投(切)而已无无功设备可投(切)时，则 不动作，但若此时某一控制电压处于I区或VII区时装置应报警。\n③“控定”指根据控制电压单独判断结果决定；“监定”指根据监视电压单独 判断结果决定。\n当控制量为无功功率Q时，也适用于本发明控制方法。