CN103337857B - 基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法，包括以下步骤：基于迪杰斯特拉算法计算发电机至电气母线的最短路径并根据最短路径上的支路电抗值计算发电机至电气母线的电气距离，再根据电气距离远近确定电气母线和发电机的所属分区，其中分区的数量与发电机的数量一致，再自动进行分区合并至最优个数；按发电机无功对分区边界处电气母线电压幅值的灵敏度大小，调整分区边界处电气母线的分区归属。本发明的电压无功控制分区方法按照无功解耦的原则将区域级电网被分为若干个弱联系的子网，可使得对每个子网进行单独的电压无功控制时对相邻电网的无功影响降至最低。
Description
技术领域
本发明涉及电网无功电压控制领域，具体而言涉及一种基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法。
背景技术
随着高电压等级、大容量和跨区电网的迅速发展，对电压稳定和质量提出了更高的标准和更严格的要求，自动电压无功控制系统建设已陆续在国内外各级电网开展。目前，分层、分区进行自动电压无功控制已成为进行电压无功控制的共识，从国内国外的建设经验来看，三级电压无功控制是一种切实可行的方案。三级电压无功控制方案中，三级电压无功控制进行经济类优化决策；二级电压控制模块将电网按空间维进行电压无功控制解耦，以枢纽点的电压值与三级电压无功控制优化值偏差最小为目标进行控制；一级电压控制则由变电站挡位、容抗器投切、发电机无功快速调节进行控制。
在分级电压控制中，将电网进行无功解耦，即划分出耦合松散的区域是个十分重要的问题。常用的电气距离都是从增广所有PV节点后的B矩阵导出，也有学者提出无功源控制空间，一方面兼顾电压控制准稳态过程，另一方面可适用聚类分析算法，将电压无功分区的实用化向前推进。
但是在工程实际中，需要获得相对稳定的控制分区，同时又需要能随着线路、开关等设备的投退动态调整分区，一些现有的分区方法则不能满足此类要求。如α嵌套分解算法的不同阀值会导致不同的分区结果，而聚类分析中最小距离、最大距离、平均距离等不同距离定义也会产生不同的分区结果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在于提供一种基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法，可以按无功的区域平衡特性将复杂电网划分成若干个无功弱联系的区域电网。
为达成上述目的，本发明提出一种基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法，包括以下步骤：第一阶段，基于迪杰斯特拉算法计算发电机至电气母线的最短路径并根据最短路径上的支路电抗值计算发电机至电气母线的电气距离，再根据发电机至电气母线的电气距离远近确定电气母线和发电机的所属分区，其中分区的数量与发电机的数量一致，再自动进行分区合并至最优个数；第二阶段，按发电机无功对分区边界处电气母线电压幅值的灵敏度大小，调整分区边界处电气母线的分区归属，最终得到区域级电网最终的无功分区结果。
进一步，根据发电机至电气母线的电气距离远近判断电气母线与发电机是否归属同一分区。
进一步，在前述分区合并时，只有发电机而无电气母线的分区将被合并。
进一步，在前述分区合并时，若干个相邻的小分区将被合并成一个合适的大分区。
进一步，在调整分区边界处电气母线的分区归属时，如果如果相邻区域发电机无功对该电气母线电压幅值的影响更大则该电气母线将被调整至相邻区域。
最优个数的判定标准是电网内不再存在两个互为最近距离的分区。即电网分区已无法再根据电气距离进行进一步合并了。
由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于：区域级电网可以按照无功解耦的原则被分为若干个弱联系的子网，使得对每个子网进行单独的电压无功控制时对相邻电网的无功影响降至最低，此外，当电网运行方式变化后分区可以自动进行调整，调整后的结果可以准确反映电网运行方式的变化，为实时电压无功控制提供可靠技术保障。
附图说明
图1为本发明较优实施例的电压无功控制分区方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
如图1所示，根据本发明的较优实施例，基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法，包括以下步骤：第一阶段，基于迪杰斯特拉算法计算发电机至电气母线的最短路径，并根据最短路径上的支路电抗值计算发电机至电气母线的电气距离，再根据发电机至电气母线的电气距离远近确定电气母线和发电机的所属分区，根据电气距离的远近判断电气母线与发电机是否归属同一分区，其中分区的数量与发电机的数量一致，再自动进行分区合并至最优个数；第二阶段，按发电机无功对分区边界处电气母线电压幅值的灵敏度大小，调整分区边界处电气母线的分区归属，最终得到区域级电网最终的无功分区结果。
有N台发电机则有N个分区，可能会存在某个分区只有发电机而无电气母线的情况。在进行分区合并时，只有发电机而无电气母线的分区将被合并。
在分区合并时，若干个相邻的小分区也将被合并成一个合适的大分区。
在调整分区边界处电气母线的分区归属时，调整的依据是本分区和相邻分区内发电机无功改变对该母线电压幅值的灵敏度大小，如果如果相邻区域发电机无功对该母线电压幅值的影响更大则该电气母线将被调整至相邻区域。
根据发电机至电气母线的电气距离远近判断是基于如下：电气距离是基于迪杰斯特拉算法计算发电机至电气母线的最短路径并根据最短路径上的支路电抗值计算发电机至电气母线的电气距离。远近的判定标准是值小的近，值大的远。在一个已确定的电网断面下，电气母线必然存在一个电气距离最近的发电机，则电气母线和该发电机属于同一分区。
小分区和合适的大分区的判断标准：如上所述，在一个已确定的电网断面下，每个发电机及距离其最近的电气母线构成了一个个小分区，有多少的发电机就有多少个小分区，之后，根据两个分区内发电机之间的电气距离，将两个彼此为最近距离的分区合并成一个分区，即A分区距离B分区距离最近，同时B分区也距离A分区最近，合并到一定个数后，会出现A分区的最近分区是B、而B分区最近的分区是C的情况，此时A、B、C三个分区无法再进行合并，则分区无法进一步合并了，此时电网的分区结果即是本方法的最优分区结果了。
综上所述，本发明提供的基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法按照无功解耦的原则将区域级电网被分为若干个弱联系的子网，使得对每个子网进行单独的电压无功控制时对相邻电网的无功影响降至最低，此外，当电网运行方式变化后分区可以自动进行调整，调整后的结果可以准确反映电网运行方式的变化，为实时电压无功控制提供可靠技术保障。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (3)
1.一种基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法，其特征在于，包括以下步骤：第一阶段，基于迪杰斯特拉算法计算发电机至电气母线的最短路径并根据最短路径上的支路电抗值计算发电机至电气母线的电气距离，再根据发电机至电气母线的电气距离远近确定电气母线和发电机的所属分区，其中分区的数量与发电机的数量一致，再自动进行分区合并至最优个数；第二阶段，按发电机无功对分区边界处电气母线电压幅值的灵敏度大小，调整分区边界处电气母线的分区归属，最终得到区域级电网最终的无功分区结果；
在前述分区合并时，只有发电机而无电气母线的分区将被合并，若干个相邻的小分区将被合并成一个合适的大分区；
最优个数的判定标准是电网内不再存在两个互为最近距离的分区。
2.根据权利要求1所述的基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法，其特征在于，在前述第一阶段根据发电机至电气母线的电气距离远近判断电气母线与发电机是否归属同一分区。
3.根据权利要求1所述的基于发电机电气距离的电压无功控制分区方法，其特征在于，在调整分区边界处电气母线的分区归属时，如果相邻区域发电机无功对该电气母线电压幅值的影响更大则该电气母线将被调整至相邻区域。
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