CN103078330B - 辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，包括厂站电压均值VPI的计算流程，厂站低、中压侧惩罚因子 的计算流程，无功监控指标QCE的计算流程，以及自动搜索附近厂站调压手段的流程。所述无功监控指标QCE的计算流程包括输入厂站低、中压侧惩罚因子值和厂站电压均值VPI；计算厂站无功监控指标QCE。采用本发明的一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，改变了传统电压指标计算和管理方式，根据低压侧无功功率情况，反映当前电网电压水平，并自动搜索分析附近厂站的调压手段，从而提供智能辅助决策，以便调度员快速正确的判断和调整，进而保障整个电网安全和紧急运行，具有很高的电网运行实用价值。

Description

辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法

技术领域

本发明涉及电压监控方法，特别涉及一种可提供辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，该指标为：无功监控指标QCE。

背景技术

随着电力系统的迅猛发展、电力网络的互联扩大以及电力自动化技术的推广应用，电力用户对电能质量的要求也不断提高。电压作为电能质量的一种非常重要的性能指标，对电力的安全、经济输送起到了重要作用。然而，电压的波动和畸变对电力系统负荷的稳定运行和寿命都会产生一定的影响。因此，找到一种合理的电压监控和分析指标来测量电压的稳定性，然后采取必要的防护措施，对电力系统的稳定和安全具有很高的应用价值。

同时，电网运行水平的提高对电网电压的调度运行管理和实时监控提出了更高的要求，电网管理人员需要及时地获取各种信息、准确地掌握和判断电网运行情况。事实上，电网规模的扩大也使得系统中积累的大量历史数据形成了丰富的信息资源，这些资源描述了电力系统长期的运行状况，蕴涵着电力系统运行的历史特性。当需要综合两个乃至于更多系统的数据来进行相关分析和总结，以便挖掘出丰富的经验和规则用于指导电网的运行时，管理者往往无法从统一的、有组织的数据源中通过合适的工具获取所需要的综合信息。

因此，有必要找到一个简洁合理的电压监控指标来综合反映电网电压监控工作，该指标的设置可以帮助调度员了解当前厂站电压距离各限值的程度、距离电压稳定极限的远近，提醒调度员对电压及时做出调整。

现行的电压监控一般采用目标型电压控制指标，即控制电压上下限的粗犷方式，该方法不能综合反映当前时段电压水平，尤其是一旦电压越过上下限，需要手动查找周围厂站的调节手段，以便提示调度员进行适当操作，这样常常效率低，且不能给出最适合的控制手段。弥补这些缺陷有利于帮助调度员及时掌握电网电压水平，为调度员提供智能辅助决策，从而保障整个电网安全。

图1表示了现有厂站电压监控和调节系统的基本流程，具体步骤如下。

步骤1：检测厂站电压，进入步骤2。

步骤2：判断电压是否越过控制限额且持续达30分钟，若是，则进入步骤3；否则进入步骤1。

步骤3：厂站是否有调压手段，若有，则进入步骤4；否则进入步骤5。

步骤4：场站自行调压。退出系统。

步骤5：判断是否是节假日时间，若是，则进入步骤6；否则进入步骤7。

步骤6：根据无功电压控制预案查找拉停线路方案，进入步骤8。

步骤7：搜索附近厂站的调压手段，进入步骤8。

步骤8：提示调度员。

由图1可知，当厂站电压持续越限超过30分钟，无自行调压手段，且不是节假日时，需要执行步骤7，即搜索附近厂站的调压手段。然而现有方法并不能高效地处理这个步骤。

发明内容

针对目前电压监控中采用的目标型电压控制指标所存在的缺陷，本发明提供一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，提出了以电网实时电压和无功功率之间关系为依据的关系型电压控制指标——无功控制偏差QCE。本发明的目的在于改变传统电压指标计算和管理方式，根据低压侧无功功率情况，反映当前电网电压水平，并自动搜索分析附近厂站的调压手段，从而提供智能辅助决策，以便调度员快速正确的判断和调整，进而保障整个电网安全和紧急运行。

本发明的技术解决方案如下：

一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，包括厂站低、中压侧惩罚因子                                                的计算流程，无功监控指标QCE的计算流程，以及自动搜索附近厂站调压手段的流程；

所述厂站低、中压侧惩罚因子的计算流程包括以下步骤：

步骤1：取出厂站当前时间点的电压值V，各主变35kV侧和220kV侧无功输送容量，各主变低压侧电抗器和电容器额定容量，其中为厂站的主变编号；

步骤2：计算各主变35kV侧、220kV侧无功与无功补偿设备额定容量的比例，计算公式为：其中，分别为第j个主变35kV和220kV侧无功实时输送功率；

步骤3：计算各时间点的主变，计算公式如下：

；

步骤4：用如下公式计算厂站值：

；

所述无功监控指标QCE的计算流程包括以下步骤：

步骤1：输入厂站低、中压侧惩罚因子值和厂站电压均值VPI；

步骤2：计算厂站无功监控指标QCE，计算公式为：。

所述自动搜索附近厂站调压手段的流程包括以下步骤：

步骤1：计算厂站电压均值VPI、厂站低、中压侧惩罚因子和厂站QCE值，进入步骤2；

步骤2：判断VPI值是否在区间[-0.5，0.5]中，若是，则进入步骤3；否则进入步骤4；

步骤3：电压采样值的大多数电压值是落在合格区间内的，即0区，仅有少数电压值落在1或-1区间，此时可提醒调度员不必采取调压措施，进入步骤19；

步骤4：判断VPI值是否在区间[-1，-0.5]或[0.5，1]中，若是，则说明电压采样数值多数落在0区，仅有少量数值落在-1或1区，电压偶尔越控制上限，进入步骤5；否则进入步骤8；

步骤5：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤6；否则进入步骤7；

步骤6：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19；

步骤7：通过调节周围厂站电压方式进行调整，进入步骤19；

步骤8：判断VPI值是否在区间[-1.5，-1]或[1，1.5]中，若是，则说明电压采样多数落在-1或1区间内，少数电压采样值落在0区，电压时常越控制上限；进入步骤9；否则进入步骤12；

步骤9：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤10；否则进入步骤11；

步骤10：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19；

步骤11：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整，进入步骤19；

步骤12：判断VPI值是否在区间[-2，-1.5]或[1.5，2]中，若是，则说明电压采样少数数值落在-2或2区，多数数值落在1区，电压偶尔越预警上限，进入步骤13；否则进入步骤16；

步骤13：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤14；否则进入步骤15；

步骤14：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19；

步骤15：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整；相关场站主变调节分接头；拉停相关空充或轻载线路，只有在故障或异常时才会出现这种情况；进入步骤19：

步骤16：此时电压采样多数值落在-2或2区，仅有少量数值落在1区，电压时常越预警上限；判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤17；否则进入步骤18；

步骤17：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19：

步骤18：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整；相关场站主变调节分接头；拉停相关空充或轻载线路，此状态不允许出现；进入步骤19；

步骤19：提示调度员对电压及时做出判断和调整。

本发明的一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法的创新点在于：

1、提出了以电网实时电压和无功功率之间关系为依据的关系型电压控制指标——无功控制偏差QCE，该指标可直接用于判断电网厂站电压水平，弥补了现有目标型电压控制指标的不足和缺陷，改变了传统的电压指标计算和管理方式。

2、自动搜索分析附近厂站的调压手段，更准确地提示调度员对电压进行判断和调整，为多指标自驱优智能电网的建设打下了基础。

下面介绍几个与本发明相关的概念：

关系型指标是指根据多个相关运行参数间的耦合关系，经过逻辑推理运算，自动为电力系统运行辅助决策提供指示的指标。

在电网中，依据实际需要，提出如下四个电压临界点：控制上限，控制下限，预警上限，预警下限。这四个临界点将电压划分成5个区间。

在控制上、下限之间的电压属于0区间，如果电压值在该区间，则电压属于正常范围。

在控制上限、预警上限之间的电压属于1区间，如果电压值在该区间，则电压已经偏离了正常范围，需要进行适当控制。

在预警下限、控制下限之间的电压属于-1区间，如果电压值在该区间，则电压已经偏离了正常范围，需要进行适当控制。

在预警上限以上的电压属于2区间，如果电压值在此区间中，则电力系统处于严重危险状态，需要紧急处理，一般不允许出现此状态。

在预警下限以下的电压属于-2区间，如果电压值在此区间中，则电力系统处于严重危险状态，需要紧急处理，一般不允许出现此状态。

采用本发明的一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，改变了传统电压指标计算和管理方式，根据低压侧无功功率情况，反映当前电网电压水平，并自动搜索分析附近厂站的调压手段，从而提供智能辅助决策，以便调度员快速正确的判断和调整，进而保障整个电网安全和紧急运行，具有很高的电网运行实用价值。

附图说明

图1是现有厂站电压监视及决策系统流程图。

图2是厂站电压均值VPI的计算流程图。

图3是本发明的厂站低、中压侧惩罚因子的计算流程图。

图4是本发明的无功监控指标QCE的计算流程图。

图5是本发明的自动搜索附近厂站调压手段的具体流程图。

具体实施方式

参看图2至图5，本发明提供了一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，包括厂站电压均值VPI的计算流程，厂站低、中压侧惩罚因子的计算流程，无功监控指标QCE的计算流程，以及自动搜索附近厂站调压手段的流程。

图2显示了现有的厂站电压均值VPI的计算流程，具体步骤如下。

步骤1：取出厂站开始（向前多取9分钟）、结束时间内各时间点的电网实际测量电压（以分钟为单位）。

步骤2：计算各时间点的实际测量电压是否越过控制或预警上限。

计算公式为：

其中，分别为预警上、下限，分别为控制上、下限。

步骤3：计算厂站VPI值，计算公式为：

，其中。

图3显示了本发明的厂站低、中压侧惩罚因子的计算流程，具体步骤如下。

步骤1：取出厂站当前时间点的电压值V，各主变35kV侧和220kV侧无功输送容量，各主变低压侧电抗器和电容器额定容量，其中为厂站的主变编号（厂站共有n个主变，时间以分钟为单位）。

步骤2：计算各主变35kV侧、220kV侧无功与无功补偿设备额定容量的比例，计算公式为：其中，分别为第j个主变35kV和220kV侧无功实时输送功率。

步骤3：计算各时间点的主变，计算公式如下：

。

步骤4：用如下公式计算厂站值：

。

图4显示了本发明的厂站无功监控指标QCE的计算流程，具体步骤如下。

步骤1：输入厂站低、中压侧惩罚因子值和厂站电压均值VPI（分别由图2和图3给出）。

步骤2：计算厂站无功监控指标QCE，计算公式为：。

通过计算厂站无功控制偏差QCE值、电压均值VPI和低、中压侧惩罚因子，本发明的自动搜索附近厂站的调节手段，从而提示调度员快速正确地做出判断和调整。

图5给出了本发明的自动搜索附近厂站调压手段的具体流程，包括以下步骤。

步骤1：通过图2、3、4计算厂站电压均值VPI、厂站低、中压侧惩罚因子和厂站QCE值，进入步骤2。

步骤2：判断VPI值是否在区间[-0.5，0.5]中，若是，则进入步骤3；否则进入步骤4。

步骤3：电压采样值有一多半时候电压是落在0区，仅有少数点落在1或-1区间，这时候可以提醒调度员不必采取调压措施，进入步骤19。

步骤4：判断VPI值是否在区间[-1，-0.5]或[0.5，1]中，若是，则说明电压采样数值多数落在0区，仅有少量数值落在-1或1区，电压偶尔越控制上限，进入步骤5；否则进入步骤8。

步骤5：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤6；否则进入步骤7。

步骤6：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19。

步骤7：可通过调节周围厂站电压方式进行调整，进入步骤19。

步骤8：判断VPI值是否在区间[-1.5，-1]或[1，1.5]中，若是，则说明电压采样多数落在-1或1区间内，少数电压采样值落在0区，电压时常越控制上限；进入步骤9；否则进入步骤12。

步骤9：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤10；否则进入步骤11。

步骤10：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19。

步骤11：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整，进入步骤19。

步骤12：判断VPI值是否在区间[-2，-1.5]或[1.5，2]中，若是，则说明电压采样少数数值落在-2或2区，有多数数值落在1区，电压偶尔越预警上限，进入步骤13；否则进入步骤16。

步骤13：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤14；否则进入步骤15。

步骤14：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19。

步骤15：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整；相关场站主变调节分接头；拉停相关空充或轻载线路，只有在故障或异常时才会出现这种情况；进入步骤19。

步骤16：此时电压采样多数值落在-2或2区，仅有少量数值落在1区，电压时常越预警上限；判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤17；否则进入步骤18。

步骤17：偏大说明35kV侧有调节手段，偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19。

步骤18：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整；相关场站主变调节分接头；拉停相关空充或轻载线路，此状态不允许出现；进入步骤19。

步骤19：提示调度员对电压及时做出判断和调整。

综上所述，采用本发明的一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，改变了传统电压指标计算和管理方式，根据低压侧无功功率情况，反映当前电网电压水平，并自动搜索分析附近厂站的调压手段，从而提供智能辅助决策，以便调度员快速正确的判断和调整，进而保障整个电网安全和紧急运行，具有很高的电网运行实用价值。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (2)

1.一种辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，其特征在于，包括厂站低、中压侧惩罚因子α,β的计算流程，无功监控指标QCE的计算流程，以及自动搜索附近厂站调压手段的流程；

所述厂站低、中压侧惩罚因子α,β的计算流程包括以下步骤：

步骤1：取出厂站当前时间点的电压值V，各主变35kV侧和220kV侧无功输送容量各主变低压侧电抗器和电容器额定容量其中j＝1,..,n为厂站的主变编号；

步骤2：计算各主变35kV侧、220kV侧无功与无功补偿设备额定容量的比例k₃₅、k₂₂0，计算公式为：其中 $Q_N^j=\left\{\begin{array}{c}{Q}_{\mathrm{NL}}^j,V>0\\ Q_{\mathrm{NC}}^j,V<0\end{array}\right.,$ 分别为第j个主变35kV和220kV侧无功实时输送功率；

步骤3：计算各时间点的主变α_j,β_j，计算公式如下：

其中，α_j,β_j为所述厂站j号主变低、中压侧惩罚因子；

步骤4：用如下公式计算厂站α,β值：

α＝α₁×α₂×...×α_n

β＝β₁×β₂×...×β_n；

所述无功监控指标QCE的计算流程包括以下步骤：

步骤1：输入厂站低、中压侧惩罚因子α,β值和厂站电压均值VPI；

步骤2：计算厂站无功监控指标QCE，计算公式为：QCE＝VPI·α·β。

2.根据权利要求1所述的辅助电压调控决策的关系型电压监控指标方法，其特征在于，所述自动搜索附近厂站调压手段的流程包括以下步骤：

步骤1：计算厂站电压均值VPI、厂站低、中压侧惩罚因子α,β和厂站QCE值，进入步骤2；

步骤2：判断VPI值是否在区间[-0.5，0.5]中，若是，则进入步骤3；否则进入步骤4；

步骤3：电压采样值的大多数电压值是落在合格区间内的，即0区，仅有少数电压值落在1或-1区间，此时提醒调度员不必采取调压措施，进入步骤19；

步骤4：判断VPI值是否在区间[-1，-0.5]或[0.5，1]中，若是，则说明电压采样数值多数落在0区，仅有少量数值落在-1或1区，电压偶尔越控制上限，进入步骤5；否则进入步骤8；

步骤5：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤6；否则进入步骤7；

步骤6：α偏大说明35kV侧有调节手段，β偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19；

步骤7：通过调节周围厂站电压方式进行调整，进入步骤19；

步骤8：判断VPI值是否在区间[-1.5,-1]或[1,1.5]中，若是，则说明电压采样多数落在-1或1区间内，少数电压采样值落在0区，电压时常越控制上限；进入步骤9；否则进入步骤12；

步骤9：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤10；否则进入步骤11；

步骤10：α偏大说明35kV侧有调节手段，β偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19；

步骤11：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整，进入步骤19；

步骤12：判断VPI值是否在区间[-2，-1.5]或[1.5，2]中，若是，则说明电压采样少数数值落在-2或2区，多数数值落在1区，电压偶尔越预警上限，进入步骤13；否则进入步骤16；

步骤13：判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤14；否则进入步骤15；

步骤14：α偏大说明35kV侧有调节手段，β偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19；

步骤15：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整；相关场站主变调节分接头；拉停相关空充或轻载线路，只有在故障或异常时才会出现这种情况；进入步骤19：

步骤16：此时电压采样多数值落在-2或2区，仅有少量数值落在1区，电压时常越预警上限；判断QCE≠VPI是否成立，若成立，则进入步骤17；否则进入步骤18；

步骤17：α偏大说明35kV侧有调节手段，β偏大说明220kV侧有调节手段，进入步骤19：

步骤18：对调节周围厂站电压方式进行调整；密切进行监视，通知省市进行相关220kV方式调整；相关场站主变调节分接头；拉停相关空充或轻载线路，此状态不允许出现；进入步骤19；

步骤19：提示调度员对电压及时做出判断和调整。