CN101800429B - 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 - Google Patents

Abstract

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Q_NI、Q_ND、Q_NI ^st、Q_ND ^st，其中，Q_NI表示当前地调辐射电网可增加的无功容量，Q_ND表示当前地调辐射电网可减少的无功容量，Q_NI ^st表示当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量，Q_ND ^st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。

Description

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

技术领域

本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，特别涉及考虑省地协调的电压控制中地调侧控制能力的方法。

背景技术

自动电压控制(AVC，Automatic Voltage Control)系统是电力系统最重要的自动控制系统之一。我国互联电网规模庞大，其运行由分层分区的多级调度机构来负责管理，网调、省调和地调是其中比较有代表性的三个调度级别。省级电网和地区电网的电压控制需要相互协调以实现协调无功电压优化控制，达到省调主网与地区电网之间合理的无功交换的目的。如果省调和地调之间不进行协调控制，很可能导致无功分布不合理，无论省调如何控制，网损下降都不会显著，而且由于各自动电压控制系统的控制目标不一致、控制信息不共享、控制操作不同步，从而引发控制系统之间的冲突和过调等问题，最终导致控制频繁动作，并显著降低控制品质。目前较为有效的研究成果为省地协调电压控制方法。省地协调边界为220kV变电站，选择变压器高压侧无功作为省调对地调的协调变量，选择220kV侧母线电压作为地调对省调的协调变量。省调和地调AVC系统分别向对方提出协调变量的期望约束，同时在控制中考虑对方提出的协调约束，实现双向互动，真正发挥协调控制的优势。省调必须在线实时获得地调侧的控制能力，而地调侧的这一能力在电力系统运行过程中随着无功设备的投切、母线电压的变化等因素，是在不断变化的。在省地协调电压控制方面，邹根华，郭玉金，姚诸香等在《大电网省地协调自动电压控制(AVC)的研究》(华中电力，2008年，第21卷第3期，9-11页)和《省地协调自动电压控制(AVC)实现方法的研究》(中国电力，2008年，第41卷第12期，6-9页)进行了研究，提出了一种计算地调上传无功上调能力和无功下调能力的方法，但这种方法在计算获得地调的无功上调能力和无功下调能力时，仅仅基于设备当前投切状态，没有考虑地调侧的无功设备的动作约束，包括无功设备的动作是否会造成母线电压越限、无功设备每日动作次数限制、无功设备动作时间间隔限制等约束，不考虑这些约束而计算获得的无功调节能力是不精确的，给电压控制的实际运行带来不必要的风险，例如当某电容器的动作次数已经达到上限时，如果还将该电容器进行投切是不合理的。

在判断无功设备动作是否会导致母线电压越限的过程中涉及到准稳态灵敏度的计算。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。在潮流模型下，设PQ节点和PV节点个数分别为N_PQ和N_PV，状态量x是PQ节点的电压幅值 $V_{\mathrm{PQ}}\∈R^{N_{\mathrm{PQ}}},$ 控制变量u＝[Q_PQ V_PV T_k]^T，其中 $Q_{\mathrm{PQ}}\∈R^{N_{\mathrm{PQ}}}$ 是PQ节点的无功注入 $V_{\mathrm{PV}}\∈R^{N_{\mathrm{PV}}}$ 是PV节点的电压幅值， $T_k\∈R^{N_T}$ 是变压器变比，重要的依从变量h＝[Q_b Q_PV]^T，其中Q_b∈R^b是支路无功潮流， $Q_{\mathrm{PV}}\∈R^{N_{\mathrm{PV}}}$ 是PV节点的无功注入。这时，有无功潮流模型：

Q_PQ(V_PQ，V_PV，T_k)＝0    (1)

Q_b＝Q_b(V_PQ，V_PV，T_k)    (2)

Q_PV＝Q_PV(V_PQ，V_PV，T_k)  (3)

可得准稳态无功类灵敏度的计算公式见表1。

表1准稳态的无功类灵敏度S_(x，h)u的计算公式

其中 $S_{V_{\mathrm{PQ}}{Q}_{\mathrm{PQ}}}=-{\left[\frac{\∂Q_{\mathrm{PQ}}}{\∂V_{\mathrm{PQ}}}\right]}^{-1},$ 表1中的所有量都可以直接对潮流模型(1)-(3)对应的雅可比矩阵求逆得到。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出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，从而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。

本发明提出的省地协调电压控制中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Q_NI、Q_ND、Q_NI ^st、Q_ND ^st四个指标组成，其中，Q_NI表示当前地调辐射电网可增加的无功容量，Q_ND表示当前地调辐射电网可减少的无功容量，Q_NI ^st表示当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量，Q_ND ^st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n_act-maxi及无功设备i允许的动作最小时间间隔为Δt_act-mini；n_act-maxi为自然数，Δt_act-mini为实数；

获取第i个无功设备的容量Q_i，检测得到该无功设备i当日已动作次数n_act-i和当前时刻距离无功设备i上一次动作的时间间隔Δt_act-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： $Q_{\mathrm{NI}}=\underset{i1=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{v}_{\mathrm{NI}-i1}\·\mathrm{\Δ}{Q}_{\mathrm{NI}-i1},$ 其中v_NI-i1为无功设备i1的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_NI-i1为无功设备i1动作后所在母线的无功增加值，取ΔQ_NI-i1＝无功设备i1的容量Q_i1，i1为自然数，n1+1≤i1≤n；该无功设备i1的权重系数v_NI-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v_NI-i1＝0；否则，v_NI-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S_NI-i1k，S_NI-i1k为实数，其中1≤k≤m_j，m_j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、m_j、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ΔV_NI-i1k＝S_NI-i1k·ΔQ_NI-i1；该m_j条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_N1-i1k满足V_jk+ΔV_NI-i1k＞V_max jk，则令v_NI-i1＝0，其中，Vjk为实时量测获得的母线k的当前电压，V_max jk为母线k的运行电压上限，否则，v_NI-i1＝1，转步骤23)；

23)当n_act-i1≥n_act-maxi1，则令V_NI-i1＝0；其中n_act-i1为检测得到的无功设备i1当日已动作次数，n_act-maxi为事先设定的自然数；否则，v_NI-i1＝1，转步骤24)；

24)当Δt_act-i1≤Δt_act-mini1，令v_NI-i1＝0；Δt_act-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，Δt_act-mini1为无功设备i1允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i1≥0，Δt_act-mini1≥0，Δt_act-mini为事先设定的实数，否则，v_NI-i1＝1；

3)确定当前地调辐射电网可减少的无功容量Q_ND： $Q_{\mathrm{ND}}=\underset{i2=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{v}_{\mathrm{ND}-i2}\·\mathrm{\Δ}{Q}_{\mathrm{ND}-i2},$ 其中v_ND-i2为无功设备i2的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_ND-i2为无功设备i2动作后，所在母线的无功减少值ΔQ_ND-i2，ΔQ_ND-i2＝无功设备i2的容量Q_i2，i2为自然数，n1+1≤i2≤n；该无功设备i2的权重系数v_ND-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v_ND-i2＝0；否则，v_ND-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S_ND-i2k，S_ND-i2k为实数，其中，1≤k≤m_j，m_j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，m_j、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ΔV_ND-i2k＝S_ND-i2k·ΔQ_ND-i2；该m_j条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_ND-i2k满足V_jk-ΔV_ND-i2k＜V_min jk，则令v_ND-i2＝0，其中，其中V_jk表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，V_min jk表示母线k的运行电压下限，否则，v_ND-i2＝1，转步骤33)；

33)当n_act-i2≥n_act-maxi2，令v_ND-i2＝0；其中n_act-i2为检测得到的无功设备i2当日已动作次数，n_act-maxi2为事先设定的自然数；否则，v_ND-i2＝1，转步骤34)；

34)当Δt_act-i2≤Δt_act-mini2，令v_ND-i2＝0；Δt_act-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，Δt_act-mini2为无功设备i2允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i2≥0，Δt_act-mini2≥0，Δt_act-mini2为事先设定的实数，否则，v_ND-i2＝1；

4)获得当前关口所在变电站内可增加的无功容量Q_NI ^st： $Q_{\mathrm{NI}}^{\mathrm{st}}=\underset{i3=1}{\overset{n1}{\mathrm{\Σ}}}{v}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}\·\mathrm{\Δ}{Q}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}},$ 其中v_NI-i3 ^st为无功设备i3的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_NI-i3 ^st为无功设备i3动作后，所在母线的无功增加值ΔQ_NI-i3 ^st，

i3为自然数，1≤i3≤n1；该无功设备i3的权重系数v_NI-i3 ^st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 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0;$ 否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1,$ 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S_NI-i3k ^st，S_NI-i3k ^st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 $\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{NI}-i3k}^{\mathrm{st}}=S_{\mathrm{NI}-i3k}^{\mathrm{st}}\·\mathrm{\Δ}{Q}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}};$ 该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_NI-i3k ^st满足 $V_k+\mathrm{\Δ}{V}_{\mathrm{NI}-i3k}^{\mathrm{st}}>V_{\max k},$ 则令 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0,$ 其中，V_k为实时量测获得的母线k的当前电压，V_max k为母线k的运行电压上限，否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤43)；

43)当n_act-i3≥n_act-maxi3，则令 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0;$ 其中n_act-i3为检测得到的无功设备i3当日已动作次数，n_act-maxi3为事先设定的自然数；否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤44)

44)当Δt_act-i3≤Δt_act-mini3，令 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0;$ Δt_act-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，Δt_act-mini3为无功设备i3允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i3≥0，Δt_act-mini3≥0，Δt_act-mini3为事先设定的实数，否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1;$

5)确定当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量Q_ND ^st： $Q_{\mathrm{ND}}^{\mathrm{st}}=\underset{i4=1}{\overset{n1}{\mathrm{\Σ}}}{v}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}\·\mathrm{\Δ}{Q}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}},$ 其中为无功设备i4的权重系数，v_ND-i4 ^st取值为0或1，ΔQ_ND-i4 ^st为无功设备i4动作后，所在母线的无功增加值ΔQ_ND-i4 ^st，

i4为自然数，1≤i4≤n1，该无功设备i4的权重系数v_ND-i4 ^st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 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0;$ 否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1,$ 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S_ND-i4k ^st，S_ND-i4k ^st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 $\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-i4k}^{\mathrm{st}}=S_{\mathrm{ND}-i4k}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}};$ 该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_ND-i4k ^st满足 $V_k-\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-i4k}^{\mathrm{st}}<V_{\min k},$ 则令 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0,$ 其中V_k表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，V_min k表示母线k的运行电压下限，否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤53)；

53)当n_act-i4≥n_act-maxi4，令 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0;$ 其中n_act-i4为检测得到的无功设备i4当日已动作次数，n_act-maxi4为事先设定的自然数；否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤54)；

54)当Δt_act-i4≤Δt_act-mini4，令 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0;$ Δt_act-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，Δt_act-mini4为无功设备i4允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i4≥0，Δt_act-mini4≥0，Δt_act-mini4为事先设定的实数，否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1;$

6)将获得的Q_NI、Q_ND、Q_NI ^st、Q_ND ^st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)。

本发明的特点和效果：

本发明从系统全局控制的角度出发，针对地调侧的无功设备，考虑设备动作次数、设备动作时间间隔、设备动作后母线电压不能越限等限制，在线实时获得地调侧无功设备的可增减容量，并上传至省调侧自动电压控制，为控制策略的计算提供依据，从而实现较为精确地计算出当前时刻地调的无功上调能力和无功下调能力，实现省调和地调电压控制之间的相互协调，达到降低网损的目的。

本发明将计算得到的当前地调辐射电网可增加的无功容量Q_NI、当前地调辐射电网可减少的无功容量Q_ND、当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量Q_NI ^st、当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量Q_ND ^st，作为在省地协调电压控制中准确描述地调侧控制能力的指标。

本发明提出的方法可集成在现场运行的自动电压控制系统中，以保证省地协调自动电压控制正常运行。

具体实施方式

本发明提出的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结合实施例详细说明如下：

本发明提出的方法中，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Q_NI、Q_ND、Q_NI ^st、Q_ND ^st四个指标组成，其中，Q_NI表示当前地调辐射电网可增加的无功容量，Q_ND表示当前地调辐射电网可减少的无功容量，Q_NI ^st表示当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量，Q_ND ^st表示当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量；

本发明提出的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，该方法包括以下步骤：

1)当监测周期到来时(监测周期取值范围一般可设为5-15分钟)，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n_act-maxi及无功设备i允许的动作最小时间间隔为Δt_act-mini；n_act-maxi为自然数，Δt_act-mini为实数，n_act-maxi和Δt_act-mini均事先由运行人员根据无功设备i同类型的设备实际运行经验给出，一般n_act-maxi取值范围可为5-10次，Δt_act-mini取值范围可为0.5-2小时；

获取第i个无功设备的容量Q_i，检测得到该无功设备i当日已动作次数n_act-i和当前时刻距离无功设备i上一次动作的时间间隔Δt_act-i，其中n，i均为自然数且满足1≤i≤n；

(可以进行控制的无功设备必须处于非故障状态，将故障的设备进行控制极容易引起事故，设备的状态在不断变化中，需要实时统计。)

(以下由于获得不同控制能力指标中，将无功设备i分别表示不同状态的设备，为此将设备i分别表示为i1、i2、i3、i4，)

2)获得当前地调辐射电网可增加的无功容量Q_NI：(每个关口只有一个Q_NI，其数值等于在该辐射状地区电网内所有可增加的无功设备容量之和，可增加的无功设备容量为可投入但尚未投入的电容器容量或可切除但仍处于投入状态的电抗器容量) $Q_{\mathrm{NI}}=\underset{i1=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{NI}-i1}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{NI}-i1},$ 其中v_NI-i1为无功设备i1的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_NI-i1为无功设备i1动作后所在母线的无功增加值，取ΔQ_NI-i1＝无功设备i1的容量Q_i1，i1为自然数，n1+1≤i1≤n；该无功设备i1的权重系数v_NI-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v_NI-i1＝0(即在计算 $Q_{\mathrm{NI}}=\underset{i1=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{NI}-i1}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{NI}-i1}$ 中不考虑无功设备i1的容量)；否则，v_NI-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S_NI-i1k，S_NI-i1k为实数(采用已有的准稳态灵敏度求解方法计算得出)，其中1≤k≤m_j，m_j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、m_j、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ΔV_NI-i1k＝S_NI-i1k·ΔQ_NI-i1；该m_j条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_NI-i1k满足V_jk+ΔV_NI-i1k＞V_max jk(无功设备i1的动作会使得母线k的电压越限)，则令v_NI-i1＝0，其中，V_jk为实时量测获得的母线k的当前电压，V_max jk为母线k的运行电压上限(由电力系统运行方式规定事先设定，一般可设为母线额定电压的1.05-1.10倍)，否则，v_NI-i1＝1，转步骤23)；

23)当n_act-i1≥n_act-maxi1(认为无功设备i1不可动作)，则令v_NI-i1＝0；其中n_act-i1为检测得到的无功设备i1当日已动作次数，n_act-maxi为事先设定的自然数(由运行人员根据无功设备i1同类型的设备实际运行经验得到)；否则，v_NI-i1＝1，转步骤24)；

24)当Δt_act-i1≤Δt_act-mini1(认为无功设备i1不可动作)，令v_NI-i1＝0；Δt_act-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，Δ_tact-mini1为无功设备i1允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i1≥0，Δt_act-mini1≥0，Δt_act-mini为事先设定的实数(由运行人员根据无功设备i1同类型的设备实际运行经验得到)，否则，v_NI-i1＝1(即在计算 $Q_{\mathrm{NI}}=\underset{i1=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{NI}-i1}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{NI}-i1}$ 中考虑无功设备i1的容量)；

(上述步骤21)-24)表明：Q_NI表示从该变压器中压侧向下辐射的整个地区电网内真正可增加的无功容量，其中不包括那些可能会导致电压越限、设备投切次数越限、动作时间间隔过短的设备的可用容量；)

3)确定当前地调辐射电网可减少的无功容量Q_ND：(每个关口只有一个Q_ND，其数值等于在该辐射状地区电网内所有可减少的非故障状态无功设备容量之和，可减少的无功设备容量指的是可切除但还处于投入状态的电容器容量或可投入但尚未投入的电抗器容量) $Q_{\mathrm{ND}}=\underset{i2=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{ND}-i2}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i2},$ 其中v_ND-i2为无功设备i2的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_ND-i2为无功设备i2动作后，所在母线的无功减少值ΔQ_ND-i2，ΔQ_ND-i2＝无功设备i2的容量Q_i2，i2为自然数，n1+1≤i2≤n；该无功设备i2的权重系数v_ND-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v_ND-i2＝0(即在计算 $Q_{\mathrm{ND}}=\underset{i2=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{ND}-i2}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i2}$ 中不考虑无功设备i2的容量)；否则，v_ND-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S_ND-i2k，S_ND-i2k为实数(采用已有的准稳态灵敏度求解方法计算得出)，其中，1≤k≤m_j，m_j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，m_j、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ΔV_ND-i2k＝S_ND-i2k·ΔQ_ND-i2；该m_j条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_ND-i2k满足V_jk-ΔV_ND-i2k＜V_min jk(无功设备i2的动作会使得母线k的电压越限)，则令v_ND-i2＝0，其中，其中V_jk表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，V_min jk表示母线k的运行电压下限(由电力系统运行方式规定事先设定，一般可设为母线额定电压的0.9-0.95倍)，否则，v_ND-i2＝1，转步骤33)；

33)当n_act-i2≥n_act-maxi2(认为无功设备i2不可动作)，令v_ND-i2＝0；其中n_act-i2为检测得到的无功设备i2当日已动作次数，n_act-maxi2为事先设定的自然数(由运行人员根据无功设备i2同类型的设备实际运行经验得到)；否则，v_ND-i2＝1，转步骤34)；

34)当Δt_act-i2≤Δt_act-mini2(认为无功设备i2不可动作)，令v_ND-i2＝0；Δt_act-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，Δt_act-mini2为无功设备i2允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i2≥0，Δt_act-mini2≥0，Δt_act-mini2为事先设定的实数(由运行人员根据无功设备i2同类型的设备实际运行经验得到)，否则，v_ND-i2＝1(即在计算 $Q_{\mathrm{ND}}=\underset{i2=n1+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{ND}-i2}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i2}$ 中考虑无功设备i2的容量)；

(上述步骤31)-34)表明：Q_ND表示从该变压器中压侧向下辐射的整个地区电网内真正可减少的无功容量，其中不包括那些可能会导致电压越限、设备投切次数超限、动作时间间隔过短的设备的可用容量；)

4)获得当前关口所在变电站内可增加的无功容量Q_NI ^st：(每个关口只有一个Q_NI ^st，其数值等于在该关口所对应变压器的低压侧所有可增加的非故障状态无功设备容量之和所有可增加的无功设备容量之和，可增加的无功设备容量为可投入但尚未投入的电容器容量或可切除但仍处于投入状态的电抗器容量) $Q_{\mathrm{NI}}^{\mathrm{st}}=\underset{i3=1}{\overset{n1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}},$ 其中v_NI-i3 ^st为无功设备i3的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_NI-i3 ^st为无功设备i3动作后，所在母线的无功增加值ΔQ_NI-i3 ^st，

i3为自然数，1≤i3≤n1；该无功设备i3的权重系数v_NI-i3 ^st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 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0$ (即在计算 $Q_{\mathrm{NI}}^{\mathrm{st}}=\underset{i3=1}{\overset{n1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}$ 中不考虑无功设备i3的容量)；否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1,$ 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S_NI-i3k ^st，S_NI-i3k ^st为实数(采用已有的准稳态灵敏度求解方法计算得出)，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 $\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{NI}-i3k}^{\mathrm{st}}=S_{\mathrm{NI}-i3k}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}};$ 该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_NI-i3k ^st满足 $V_k+\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{NI}-i3k}^{\mathrm{st}}>V_{\max k}$ (无功设备i3的动作会使得母线k的电压越限)，则令 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0,$ 其中，V_k为实时量测获得的母线k的当前电压，V_maxk为母线k的运行电压上限(由电力系统运行方式规定事先设定，一般可设为母线额定电压的1.05-1.10倍)，否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤43)；

43)当n_act-i3≥n_act-maxi3(认为无功设备i3不可动作)，则令 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0;$ 其中n_act-i3为检测得到的无功设备i3当日已动作次数，n_act-maxi3为事先设定的自然数(由运行人员根据无功设备i3同类型的设备实际运行经验得到)；否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤44)

44)当Δt_act-i3≤Δt_act-mini3(认为无功设备i3不可动作)，令 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0;$ Δt_act-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，Δt_act-mini3为无功设备i3允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i3≥0，Δt_act-mini3≥0，Δt_act-mini3为事先设定的实数(由运行人员根据无功设备i3同类型的设备实际运行经验得到)，否则， $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=1$ (即在计算 $Q_{\mathrm{NI}}^{\mathrm{st}}=\underset{i3=1}{\overset{n1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}$ 中考虑无功设备i3的容量)；

(上述步骤41)-44)表明：Q_NI ^st表示该关口所对应的变压器低压侧真正可增加的无功容量，其中不包括那些可能会导致电压越限、设备投切次数越限、动作时间间隔过短的设备的可用容量；)

5)确定当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量Q_ND ^st：(每个关口只有一个Q_ND ^st，其数值等于在该关口内，即该关口所对应变压器的低压侧所有可减少的非故障状态无功设备容量之和，可减少的无功设备容量指的是可投入但尚未投入的电抗器容量或可切除但仍处于投入状态的电容器容量) $Q_{\mathrm{ND}}^{\mathrm{st}}=\underset{i4=1}{\overset{n1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}},$ 其中v_ND-i4 ^st为无功设备i4的权重系数，取值为0或1，ΔQ_ND-i4 ^st为无功设备i4动作后，所在母线的无功增加值ΔQ_ND-i4 ^st，i4为自然数，1≤i4≤n1；该无功设备i4的权重系数v_ND-i4 ^st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 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0$ (即在计算 $Q_{\mathrm{ND}}^{\mathrm{st}}=\underset{i4=1}{\overset{n1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}$ 中不考虑无功设备i4的容量)；否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1,$ 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S_ND-i4k ^st，S_ND-i4k ^st为实数(采用已有的准稳态灵敏度求解方法计算得出)，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 $\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-i4k}^{\mathrm{st}}=S_{\mathrm{ND}-i4k}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}};$ 该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_ND-i4k ^st满足 $V_k-\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-i4k}^{\mathrm{st}}<V_{\min k}$ (无功设备i4的动作会使得母线k的电压越限)，则令 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0,$ 其中V_k表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，V_mink表示母线k的运行电压下限，(由电力系统运行方式规定事先设定，一般可设为母线额定电压的0.9-0.95倍)，否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤53)；

53)当n_act-i4≥n_act-maxi4(认为无功设备i4不可动作)，令 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0;$ 其中n_act-i4为检测得到的无功设备i4当日已动作次数，n_axt-maxi4为事先设定的自然数(由运行人员根据无功设备i4同类型的设备实际运行经验得到)；否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1,$ 转步骤54)；

54)当Δt_act-i4≤Δt_act-mini4(认为无功设备i4不可动作)，令 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0;$ Δt_act-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，Δt_act-mini4为无功设备i4允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i4≥0，Δt_act-mini4≥0，Δt_act-mini4为事先设定的实数(由运行人员根据无功设备i4同类型的设备实际运行经验得到)，否则， $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=1$ (即在计算 $Q_{\mathrm{ND}}^{\mathrm{st}}=\underset{i4=1}{\overset{n1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{v}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{Q}_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}$ 中考虑无功设备i4的容量)；

(上述步骤51)-54)表明：Q_ND ^st表示该关口所对应的变压器低压侧真正可减少的无功容量，其中不包括那些可能会导致电压越限、设备投切次数越限、动作时间间隔过短的设备的可用容量；)

6)将获得的Q_NI、Q_ND、Q_NI ^st、Q_ND ^st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)。

通过本发明上述方法实时获得地调侧控制能力指标，使省调实时获得地调考虑动作约束后的无功上调能力和无功下调能力，为省地协调电压控制能够正常、合理的运行提供保证，达到降低网损的目的。其中动作约束指的是无功设备动作后母线电压不能越限、无功设备动作次数不能越限、无功设备动作时间间隔限制的约束。

在目前的省地协调电压控制方法中，省地协调的控制指令计算部分配置在省调侧，数据先上传到省调，然后由省地协调的控制指令计算部分接收。省调侧实时获得地调侧的无功调节能力的数据，在计算控制指令时加以考虑，保证省地协调电压控制方法能够正常应用。

本发明方法的一个实施例，具体说明如下：

本发明实施例考虑一个关口及其变压器中压侧所连接的辐射状地区电网。所有设备处于非故障状态。考虑设备动作后，考虑母线电压是否越限时只考虑每个变电站内的高压侧母线和中压侧母线。所以对于每一个变电站有m_j＝2，对于关口所在的变电站m＝2。

各设定值如下：

220kV网络：

V_max jk＝V_max k＝242.0kV

V_min jk＝V_min k＝220.0kV

110kV网络：

V_max jk＝V_max k＝121.0kV

V_min jk＝V_min k＝110.0kV

35kV网络：

V_max jk＝V_max k＝41.0kV

V_min jk＝V_min k＝33.0kV

n_act-maxi1＝n_act-maxi2＝n_act-maxi3＝n_act-maxi4＝5(次)

Δt_act-mini1＝Δt_act-mini2＝Δt_act-mini3＝Δt_act-mini4＝1小时

其中，5≤i1≤n，5≤i2≤n，1≤i3≤n，1≤i4≤n；n＝10，关口所连接辐射网内有三个变电站，分别为变电站2、变电站3、变电站4，所以2≤j，j≤4。

本实施例的方法包括以下步骤：

1)监测周期到来时，检测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处于非故障状态的无功设备，统计数量并进行编号，具体无功设备如表2所示，按表中的顺序进行编号，电容器A、电容器B、电抗器C、电抗器D、电容器E、电容器F、电容器G、电容器H、电抗器I、电抗器J依次编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。处于非故障状态的无功设备的个数为n＝10，其中关口所在变电站内有n1个无功设备处于非故障状态，n1＝4，关口所对应变压器中压侧所连接的辐射状电网中有n2个无功设备处于非故障状态，n2＝6；对于第i个无功设备，其容量为Q_i，其当日已动作次数为n_act-i，每日最大允许动作次数为n_act-maxi，当前时刻距离无功设备i上一次动作的时间间隔为Δt_act-i，无功设备i允许的动作最小时间间隔为Δt_act-mini；其中n，i均为自然数且满足1≤i≤n；Q_i对应于表2中的“容量MVar”这一列，n_act-i对应于表2中的“当日已动作次数”这一列，Δt_act-i对应于表2中的“距离上次动作的时间间隔”这一列；

表2某关口及其变压器中压侧所连接辐射状地区电网无功设备

2)确定当前地调辐射状地区电网内可增加的无功容量Q_NI。辐射状地区电网内非故障无功设备有电容器F、电容器H、电容器E、电容器G、电抗器I，电抗器J(分别依次对应i1＝6、8、5、7、9、10)，以电容器F为例，电容器F在表中的编号为6，由于，考虑i1＝6作如下判断

21)电容器F是退出运行的电容器，v_NI-6＝1，转入22)；

22)所属变电站编号为j＝2，计算电容器F动作以后该无功设备所在母线的无功增加值ΔQ_NI-6＝5MVar。采用已有的准稳态灵敏度求解方法计算得出设备所在母线对设备所在变电站j的所有母线的准稳态灵敏度，变电站内高压侧母线对应k＝1，中压侧母线对应k＝2，所以S_NI-61＝0.08，S_NI-62＝0.16，计算得到投入运行电容器F后变电站内高压侧和中压侧母线的电压变化量ΔV_NI-61＝0.08×5＝0.4kV，ΔV_NI-62＝0.16×5＝0.8kV，高压侧母线和中压侧母线当前电压分别为V₂₁＝111.2kV，V₂₂＝35.5kV，高压侧母线和中压侧母线运行上限分别为V_max21＝121.0kV、V_max22＝41.0kV。V₂₁+ΔV_NI-61＝111.6kV＜V_max21，V₂₂+ΔV_NI-62＝36.3kV＜V_max22，母线电压不会越限，v_NI-6＝1，转入23)；

23)电容器F当日已经动作了n_act-6＝2次，n_act-max6＝5次，n_act-6＜n_act-max6，v_NI-6＝1，转入24)；

24)当前时刻距离电容器F时间间隔为Δt_act-6＝1.5小时，Δt_act-min6＝1小时，Δt_act-6＞Δt_act-min6，v_NI-6＝1；

同理对关口所在变电站内变压器所连接的辐射状地区电网内退出运行的电容器和投入运行的电抗器进行判断，即电容器F和电容器H，计算得设备动作后的同站内母线电压、设备已动作次数和当前时刻距离设备上一次动作的时间间隔如表2所示，判断结果为电容器F正常状态下可投入运行。v_NI-6＝v_NI-8＝1，v_NI-5＝v_NI-7＝v_NI-9＝v_NI-10＝0，Q_NI＝1×5+1×5＝10MVar；

3)确定当前地调辐射电网可减少的无功容量Q_ND。辐射状地区电网内非故障无功设备有电容器F、电容器H、电容器E、电容器G、电抗器I，电抗器J(分别依次对应i2＝6、8、5、7、9、10)，所在变电站j＝2，以电容器E为例，i2＝5，进行如下判断：

31)电容器E是处于投入状态的电容器，v_ND-5＝1，转入32)

32)计算无功设备动作以后该无功设备所在母线的无功减少值ΔQ_ND-5＝5MVar，即该无功设备的容量。计算设备所在母线对设备所在变电站j的所有母线的准稳态灵敏度，变电站内高压侧母线对应k＝1，中压侧母线对应k＝2，所以S_ND-51＝0.08，S_ND-52＝0.16，计算得到退出运行电容器E后变电站内高压侧和中压侧母线的电压变化量ΔV_ND-51＝0.08×5＝0.4kV，ΔV_ND-52＝0.16×5＝0.8kV，高压侧母线和中压侧母线当前电压分别为V₂₁＝111.2kV，V₂₂＝35.5kV，高压侧母线和中压侧母线运行上限分别为V_min21＝110.0kV、V_min22＝33.0kV。V₂₁-ΔV_ND-51＝110.8.6kV＞V_min21，V₂₂-ΔV_ND-52＝36.3kV＞V_min22，母线电压不会越限，v_ND-5＝1，转入33)；

33)电容器E每日已经动作了n_act-5＝1次，电容器E每日最大允许动作次数为n_act-max5＝1次，n_act-5＜n_act-max5，v_ND-5＝1，转入34)；

34)当前时刻距离电容器E上一次动作的时间间隔为Δt_act-5＝1.5小时，电容器E允许的动作最小时间间隔为Δt_act-min5＝1小时，Δt_act-5＞Δt_act-min5；

同理对电容器F、电容器H、电容器G、电抗器I，电抗器J进行判断，计算的设备动作后的同站内母线电压、设备已动作次数和当前时刻距离设备上一次动作的时间间隔如表2所示，判断结果为电容器E和电容器G可以退出运行，电抗器I和电抗器J可以投入运行。v_ND-6＝v_ND-8＝0，v_ND-5＝v_ND-7＝v_ND-9＝v_ND-10＝1，Q_ND＝1×5+1×5+1×5+1×5＝20MVar；

4)确定当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量Q_NI ^st。考察该关口对应的变压器所在变电站所有非故障无功设备，有电容器A、电容器B、电抗器C、和电抗器D(分别依次对应i3为1、2、3、4)，以电容器B为例：

41)电容器B是退出运行的电容器， $v_{\mathrm{NI}-2}^{\mathrm{st}}=1,$ 转入42)；

42)电容器B，i3＝2，所属变电站编号为1，计算电容器B动作以后该无功设备所在母线的无功增加值 $Q_{\mathrm{NI}-2}^{\mathrm{st}}=10\mathrm{MVar}.$ 采用已有的准稳态灵敏度求解方法计算得出设备所在母线对设备所在变电站的所有母线的准稳态灵敏度，变电站内高压侧母线对应k＝1，中压侧母线对应k＝2，所以 $S_{\mathrm{ND}-21}^{\mathrm{st}}=0.05,$ $S_{\mathrm{ND}-22}^{\mathrm{st}}=0.1,$ 计算得到投入运行电容器B后变电站内高压侧和中压侧母线的电压变化量 $\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-21}^{\mathrm{st}}=0.05\&times;10=0.5\mathrm{kV},$ $\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-22}^{\mathrm{st}}=0.1\&times;10=1.0\mathrm{kV},$ 高压侧母线和中压侧母线当前电压分别为V₁＝220.2kV，V₂＝110.5kV，高压侧母线和中压侧母线运行上限分别为V_max1＝242.0kV、V_max2＝121.0kV。 $V_1+\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-21}^{\mathrm{st}}=220.7\mathrm{kV}<V_{\max 1},$ $V_2+\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-22}^{\mathrm{st}}=111.5\mathrm{kV}<V_{\max 2},$ 母线电压不会越限， $v_{\mathrm{NI}-2}^{\mathrm{st}}=1,$ 转入43)；

43)电容器B每日已经动作了n_act-2＝5次，n_act-max2＝5次，n_act-2＝n_act-max2，正常状态下电容器B不可以投入运行， $v_{\mathrm{NI}-2}^{\mathrm{st}}=0;$

同理对电容器A、电抗器C、和电抗器D进行判断，结果为 $v_{\mathrm{NI}-i3}^{\mathrm{st}}=0,$ i3＝1、2、3、4，所以 $Q_{\mathrm{NI}}^{\mathrm{st}}=0\&times;10=0\mathrm{MVar};$

5)确定当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量Q_ND ^st。该关口对应的变压器所在变电站所有非故障无功设备，有电容器A、电容器B、电抗器C、和电抗器D(分别依次对应i4为1、2、3、4)，以电容器A为例：

51)电容器A投入运行的电容器， $v_{\mathrm{ND}-1}^{\mathrm{st}}=1,$ 转入52)；

52)电容器A，i4＝1，所属变电站编号为1，计算电容器A动作以后该无功设备所在母线的无功减少值 $Q_{\mathrm{ND}-1}^{\mathrm{st}}=10\mathrm{MVar}.$ 采用已有的准稳态灵敏度求解方法计算得出设备所在母线对设备所在变电站的所有母线的准稳态灵敏度，变电站内高压侧母线对应k＝1，中压侧母线对应k＝2，所以 $S_{\mathrm{ND}-11}^{\mathrm{st}}=0.05,$ $S_{\mathrm{ND}-12}^{\mathrm{st}}=0.1,$ 计算得到投退出运行电容器A后变电站内高压侧和中压侧母线的电压变化量 $\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-11}^{\mathrm{st}}=0.05\&times;10=0.5\mathrm{kV},$ $\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-12}^{\mathrm{st}}=0.1\&times;10=1.0\mathrm{kV},$ 高压侧母线和中压侧母线当前电压分别为V₁＝220.2kV，V₂＝110.5kV，高压侧母线和中压侧母线运行上限分别为V_min1＝220.0kV、V_min2＝110kV。 $V_1-\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-11}^{\mathrm{st}}=219.7\mathrm{kV}<V_{\min 1},$ $V_2-\mathrm{\&Delta;}{V}_{\mathrm{ND}-12}^{\mathrm{st}}=109.5\mathrm{kV}<V_{\min 2},$ 母线电压会越限，电容器A不可退出运行， $v_{\mathrm{ND}-1}^{\mathrm{st}}=0;$

同理对关电容器B、电抗器C、和电抗器D。计算的设备动作后的同站内母线电压、设备已动作次数和当前时刻距离设备上一次动作的时间间隔如表2所示，判断结果为 $v_{\mathrm{ND}-i4}^{\mathrm{st}}=0,$ i4＝1、2、3、4， $Q_{\mathrm{ND}}^{\mathrm{st}}=0\&times;10+0\&times;10+0\&times;10=0\mathrm{MVar};$

6)将统计所得的Q_NI、Q_ND、Q_NI ^st、Q_ND ^st通过调度数据网传送至省调；

Claims (1)

1.一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；

所述地调侧控制能力由Q_NI、Q_ND、

四个指标组成，其中，Q_NI表示当前地调辐射电网可增加的无功容量，Q_ND表示当前地调辐射电网可减少的无功容量，

表示当前地调关口所在变电站内可增加的无功容量，

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n_act-maxi及无功设备i允许的动作最小时间间隔为Δt_act-mini；n_act-maxi为自然数，Δt_act-mini为实数；

获取第i个无功设备的容量Q_i，检测得到该无功设备i当日已动作次数n_act-i和当前时刻距离无功设备i上一次动作的时间间隔Δt_act-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：

其中v_NI-i1为无功设备i1的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_NI-i1为无功设备i1动作后所在母线的无功增加值，取ΔQ_NI-i1＝无功设备i1的容量Q_i1，i1为自然数，n1+1≤i1≤n；该无功设备i1的权重系数v_NI-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v_NI-i1＝0；否则，v_NI-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S_NI-i1k，S_NI-i1k为实数，其中1≤k≤m_j，m_j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、m_j、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ΔV_NI-i1k＝S_NI-i1k ·ΔQ_NI-i1；该m_j条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_NI-i1k满足V_jk+ΔV_NI-i1k＞V_maxjk，则令v_NI-i1＝0，其中，V_jk为实时量测获得的母线k的当前电压，V_maxjk为母线k的运行电压上限，否则，v_NI-i1＝1，转步骤23)；

23)当n_act-i1≥n_act-maxi1，则令v_NI-i1＝0；其中n_act-i1为检测得到的无功设备i1当日已动作次数，n_act-maxi为事先设定的自然数；否则，v_NI-i1＝1，转步骤24)；

24)当Δt_act-i1≤Δt_act-mini1，令v_NI-i1＝0；Δt_act-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，Δt_act-mini1为无功设备i1允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i1≥0，Δt_act-mint1≥0，Δt_act-mini为事先设定的实数，否则，v_NI-i1＝1；

3)确定当前地调辐射电网可减少的无功容量Q_ND：

其中v_ND-i2为无功设备i2的权重系数，取值只能为0或1，ΔQ_ND-i2为无功设备i2动作后，所在母线的无功减少值ΔQ_ND-i2，ΔQ_ND-i2＝无功设备i2的容量Q_i2，i2为自然数，n1+1≤i2≤n；该无功设备i2的权重系数v_ND-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v_ND-i2＝0；否则，v_ND-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S_ND-i2k，S_ND-i2k为实数，其中，1≤k≤m_j，m_j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，m_j、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ΔV_ND-i2k＝S_ND-i2k·ΔQ_ND-i2；该m_j条母线中，当存在一条母线k的电压变化量ΔV_ND-i2k满足V_jk-ΔV_ND-i2k＜V_minjk，则令v_ND-i2＝0，其中，其中V_jk表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，V_minjk表示母线k的运行电压下限，否则，v_ND-i2＝1，转步骤33)；

33)当n_act-i2≥n_act-maxi2，令v_ND-i2＝0；其中n_act-i2为检测得到的无功设备i2当日已动作次数，n_act-maxi2为事先设定的自然数；否则，v_ND-i2＝1，转步骤34)；

34)当Δt_act-i2≤Δt_act-mini2，令v_ND-i2＝0；Δt_act-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，Δt_act-mini2为无功设备i2允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i2≥0，Δt_act-mini2≥0，Δt_act-mini2为事先设定的实数，否则，v_ND-i2＝1；

4)获得当前关口所在变电站内可增加的无功容量

其中

为无功设备i3的权重系数，取值只能为0或1，

为无功设备i3动作后，所在母线的无功增加值＝无功设备i3的容量Q_i3，i3为自然数，1≤i3≤n1；该无功设备i3的权重系数的值具体确定如下：

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，则令否则，

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

该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量

满足

则令

其中，V_k为实时量测获得的母线k的当前电压，V_maxk为母线k的运行电压上限，否则，

转步骤43)；

43)当n_act-i3≥n_act-maxi3，则令

其中n_act-i3为检测得到的无功设备i3当日已动作次数，n_act-maxi3为事先设定的自然数；否则，

转步骤44)

44)当Δt_act-i3≤Δt_act-mini3，令

Δt_act-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，Δt_act-mini3为无功设备i3允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i3≥0，Δt_act-mini3≥0，Δt_act-mini3为事先设定的实数，否则，

5)确定当前地调关口所在变电站内可减少的无功容量

其中为无功设备i4的权重系数，取值为0或1，

为无功设备i4动作后，所在母线的无功增加值

＝无功设备i4的容量Q_i4，i4为自然数，1≤i4≤n1，该无功设备i4的权重系数

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

否则，

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

该m条母线中，当存在一条母线k的电压变化量

满足

则令

其中V_k表示母线k的当前电压，通过实时量测获得，V_mink表示母线k的运行电压下限，，否则，

转步骤53)；

53)当n_act-i4≥n_act-maxi4，令

其中n_act-i4为检测得到的无功设备i4当日已动作次数，n_act-maxi4为事先设定的自然数；否则，

转步骤54)；

54)当Δt_act-i4≤Δt_act-mini4，令

Δt_act-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，Δt_act-mini4为无功设备i4允许的动作最小时间间隔，Δt_act-i4≥0，Δt_act-mini4≥0，Δt_act-mini4为事先设定的实数，否则，

6)将获得的Q_NI、Q_ND、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)。