CN105162133A - 地调关口主变无功目标值分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地调关口主变无功目标值分配方法，包括：地调统计每个区域的无功储备量；省调根据所述每个区域的无功储备量通过无功优化得到每个区域的无功目标值，并下发给地调；地调接收省调下发的每个区域的无功目标值；对于高压侧分裂运行的关口主变，直接使用省调下发的对应区域的无功目标值；对于高压侧并列而中低压侧分裂运行的关口主变，将省调下发的对应区域的无功目标值按照分配规则分配给两台关口主变；地调依照分配的无功目标值进行调节。本发明用于对AVC省地联调省调无功目标值与关口主变无功目标值的分配。

Description

地调关口主变无功目标值分配方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种地调关口主变无功目标值分配方法。

背景技术

我国电网的特点是根据不同的省、地、县行政区域，将其划分成不同层次的区域电网，省级电网调度统一管理本区域内的地区级电网(地调)、地区级电网管理本区域内的县级电网(县调)。三级电网分别主要管理500kV电网、220kV和110kV电网、66(35)kV电网。三个层次的电网紧密耦合，但是控制系统是分布式的存在于三层调度系统中，该系统的多级协调控制是一个分级、分层的、复杂的分布式递阶优化控制问题，需要采用自动电压控制(AutomaticVoltageControl，AVC)协调控制。其核心思想是将广域分布的各级AVC系统看成是分散独立的控制系统，各级控制系统之间通过定时的信息传递来弥补局部信息的不足，这样各级孤立的调度系统可以借助信息交互实现双向互动，合理充分的利用各级调度系统的无功调节资源，实现各级分布式AVC系统的协同性和一致性，在全局范围内实现对电网电压和无功的优化控制。

省地AVC协调控制是协调控制过程中的一个关键级，其协同流程如下：

1、地调电网统计并上传无功调节能力至省调；

2、省调通过无功优化得到目标值并下发目标值给地调关口；

3、地调通过遥控投切无功设备；

该闭环调节过程可在更大范围内通过无功优化统一调度无功设备，实现多级电网的无功的最优流动，以保证电压，同时降低网损。

考虑到地区电网的辐射状特点，当220kV主变关口两台主变高压侧并列，而中低压侧均分裂运行时，由于两台主变间耦合性很小，其中一台主变的运行情况几乎不受另一台主变的影响，故地调AVC系统将这两台主变分别处理成两个关口，并以这两个主变为根节点形成两个分区，各自独立调控。在进行省地联调时，省调应当给这两台主变分别下发无功目标值，地调也应分别统计各自的无功调节量。然而在省调AVC侧，当220kV两台关口主变高压侧并列运行时，省调更关注这两台主变的整体无功情况，故其在进行无功优化之时将这两台主变看一个关口，这样省调侧也只下发整体关口的总无功目标值，地调这两台在收到无功指令之后，分别在各自区域内调节无功设备，使总的无功达到省调要求的范围内，但每个区域的调节目标应该以根节点的220kV主变的目标值为标准，如果省调下发的是两台关口主变的总无功情况，而不是单台关口主变的无功目标值，且当两个区域无功储备不均衡时，地调获取不到各自的目标值，将无法调节；同时，如果无功目标值分配不合理，很有可能造成调节振荡，甚至恶化某个区域的无功和电压。故需要寻找一个合理的无功分配方法，能在保证各自区域内的无功和电压的同时，最短时间内使用最少动作次数达到调节目标。

经过检索，在国内尚没有在AVC省地联调省调无功目标值与关口主变无功目标值的分配方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种地调关口主变无功目标值分配方法，用于对AVC省地联调省调无功目标值与关口主变无功目标值的分配。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地调关口主变无功目标值分配方法，包括：

地调统计每个区域的无功储备量；

省调根据所述每个区域的无功储备量通过无功优化得到每个区域的无功目标值，并下发给地调；

地调接收省调下发的每个区域的无功目标值；

对于高压侧分裂运行的关口主变，直接使用省调下发的对应区域的无功目标值；对于高压侧并列而中低压侧分裂运行的关口主变，将省调下发的对应区域的无功目标值按照分配规则分配给两台关口主变；

地调依照分配的无功目标值进行调节；

其中，所述分配规则为： $Q_{sub1}=\frac{(Q_0-Q_2){\mathrm{\β}}_{cpin}+Q_1}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},Q_{sub2}=\frac{(Q_0-Q_1)+{\mathrm{\β}}_{cpin}{Q}_2}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},$ 式中，Q_sub1和Q_sub2表示分配给两台关口主变的无功目标值，Q₀表示省调下发的对应区域的无功目标值，Q₁和Q₂分别表示两台关口主变的高压侧的无功功率，表示两台关口主变对应分区的无功调节裕度的比例。

进一步的，在所述将省调下发的对应区域的无功目标值按照分配规则分配给两台关口主变，之后还包括：

针对分配给两台关口主变的无功目标值，检验每个区域是否满足地调功率因数的要求，其中检验公式为：

式中，和表示两台关口主变高压侧功率因数下限，和表示两台关口主变高压侧功率因数上限，P_sub1和P_sub2表示两台关口主变高压侧有功功率，Q_{sub1_max}表示分配给第一台关口主变的无功目标值的上限，Q_{sub1_min}表示分配给第一台关口主变的无功目标值的下限，Q_{sub2_max}表示分配给第二台关口主变的无功目标值的上限，Q_{sub2_min}表示分配给第二台关口主变的无功目标值的下限。

当满足所述检验公式时，判定分配给两台关口主变的无功目标值是合理的。

进一步的，在所述当满足所述检验公式时，判定分配给两台关口主变的无功目标值是合理的，之后还包括：

当不满足所述检验公式时，根据功率因素约束公式计算出两台关口主变的无功功率上下限，其中，所述功率因素约束公式为：

式中，Q_reg1和Q_reg2表示保证功率因数合格条件下，两台关口主变高压侧无功功率；

将两台关口主变的无功目标值更新为满足省地协调的无功上下限和满足地调功率因数上下限的无功上下限的交集，即：

Q_sub1∈[Q_{sub1_min},Q_{sub1_max}]∩[Q_{reg1_min},Q_{reg1_max}]

Q_sub2＝[Q_{sub2_min},Q_{sub2_max}]∩[Q_{reg2_min},Q_{reg2_max}]

式中，Q_{reg1_min}和Q_{reg2_min}表示功率因数约束下两台关口主变高压侧无功功率下限，Q_{reg1_max}和Q_{reg2_max}表示功率因数约束下两台关口主变高压侧无功功率上限。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明解决的问题是：省地联调过程中，当两台关口主变高压侧并列而中低压侧分裂运行时，省调下发给这两台关口主变的总无功目标值和这两台关口主变各自的无功目标值的关系。本发明可以保证在省地联调过程中，最短时间内使用最少动作次数达到调节目标，且不会出现调节振荡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的地调关口主变无功目标值分配方法的一个实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的地调关口主变无功目标值分配方法的另一实施例的流程示意图.

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明提供的地调关口主变无功目标值分配方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示，包括步骤：

S101、地调统计每个区域的无功储备量。

假设某地调有Z个区域，M台主变，其中第1～K个区域的关口主变高中低三侧均分裂运行，对应的主变为Tr_{Split_1}～Tr_{Split_K}；第K+1～Z个区域的关口主变高压侧并列而中低压侧分裂运行，对应的主变集合为{Tr_{Parallel_p，1}，_，2Tr_{Parallel_p}|p＝K+1～Z}。其中，不失一般性，本发明认为仅高压侧并列运行的主变数目为2。

从区域1开始依次遍历所有的区域，统计该区域内的无功储备量，设对于第1～K个区域的n区域的无功储备量为Q_{Split_n}，n＝1，…，K，第K+1～M个区域的p区域的无功储备量为Q_{Parallel_p}，p＝K+1,...,M。

S102、省调根据所述每个区域的无功储备量通过无功优化得到每个区域的无功目标值，并下发给地调。

具体的，省调根据本行政区域的电压无功以及约束情况，并结合地调上传的电压、无功要求/约束条件、无功储备量进行无功优化，得出电压/无功指令(即无功目标值)，并下发至地调。

设第1～K个区域中的区域n的无功目标值为Q_{Split_refn}，第K+1～M个区域中的区域p的无功目标值为Q_{Parallel_refp}(该目标值是对于区域两台关口主变目标值之和)。

S103、地调接收省调下发的每个区域的无功目标值。

S104、对于高压侧分裂运行的关口主变，直接使用省调下发的对应区域的无功目标值；对于高压侧并列而中低压侧分裂运行的关口主变，将省调下发的对应区域的无功目标值按照分配规则分配给两台关口主变。

其中，所述分配规则为： $Q_{sub1}=\frac{(Q_0-Q_2){\mathrm{\β}}_{cpin}+Q_1}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},Q_{sub2}=\frac{(Q_0-Q_1)+{\mathrm{\β}}_{cpin}{Q}_2}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},$ 式中，Q_sub1和Q_sub2表示分配给两台关口主变的无功目标值，Q₀表示省调下发的对应区域的无功目标值，Q₁和Q₂分别表示两台关口主变的高压侧的无功功率，表示两台关口主变对应分区的无功调节裕度的比例，Q_cpin1和Q_cpin2表示两台关口主变对应分区的无功调节裕度。

因此，对于第1～K个区域中的区域而言，由于其关口主变处于分裂运行状态，区域n调节的目标值就是Q_{Split_refn}；而第K+1～Z个区域的关口主变高压侧并列而中低压侧分裂运行，对于第p个区域下仅高压侧并列运行的两台主变Tr_{Parallel_p,1}，Tr_{Parallel_p,2}而言，两台主变无功目标值之和是Q_{Parallel_refp}，则将Q_{Parallel_refp}按照分配规则分配给两台关口主变Tr_{Parallel_p,1}，Tr_{Parallel_p,2}。

S105、地调依照分配的无功目标值进行调节。

图2是是本发明提供的地调关口主变无功目标值分配方法的另一实施例的流程示意图，如图2所示，包括步骤：

S201、地调统计每个区域的无功储备量。

假设某地调有Z个区域，M台主变，其中第1～K个区域的关口主变高中低三侧均分裂运行，对应的主变为Tr_{Split_1}～Tr_{Split_K}；第K+1～Z个区域的关口主变高压侧并列而中低压侧分裂运行，对应的主变集合为{Tr_{Parallel_p，1}，_，2Tr_{Parallel_p}|p＝K+1～Z}。其中，不失一般性，本发明认为仅高压侧并列运行的主变数目为2。

从区域1开始依次遍历所有的区域，统计该区域内的无功储备量，设对于第1～K个区域的n区域的无功储备量为Q_{Split_n}，n＝1，…，K，第K+1～M个区域的p区域的无功储备量为Q_{Parallel_p}，p＝K+1,...,M。

S202、省调根据所述每个区域的无功储备量通过无功优化得到每个区域的无功目标值，并下发给地调。

具体的，省调根据本行政区域的电压无功以及约束情况，并结合地调上传的电压、无功要求/约束条件、无功储备量进行无功优化，得出电压/无功指令(即无功目标值)，并下发至地调。

设第1～K个区域中的区域n的无功目标值为Q_{Split_refn}，第K+1～M个区域中的区域p的无功目标值为Q_{Parallel_refp}(该目标值是对于区域两台关口主变目标值之和)。

S203、地调接收省调下发的每个区域的无功目标值。

S204、对于高压侧分裂运行的关口主变，直接使用省调下发的对应区域的无功目标值；对于高压侧并列而中低压侧分裂运行的关口主变，将省调下发的对应区域的无功目标值按照分配规则分配给两台关口主变。

其中，所述分配规则为： $Q_{sub1}=\frac{(Q_0-Q_2){\mathrm{\β}}_{cpin}+Q_1}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},Q_{sub2}=\frac{(Q_0-Q_1)+{\mathrm{\β}}_{cpin}{Q}_2}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},$ 式中，Q_sub1和Q_sub2表示分配给两台关口主变的无功目标值，Q₀表示省调下发的对应区域的无功目标值，Q₁和Q₂分别表示两台关口主变的高压侧的无功功率，表示两台关口主变对应分区的无功调节裕度的比例。

因此，对于第1～K个区域中的区域而言，由于其关口主变处于分裂运行状态，区域n调节的目标值就是Q_{Split_refn}；而第K+1～Z个区域的关口主变高压侧并列而中低压侧分裂运行，对于第p个区域下仅高压侧并列运行的两台主变Tr_{Parallel_p,1}，Tr_{Parallel_p,2}而言，两台主变无功目标值之和是Q_{Parallel_refp}，则将Q_{Parallel_refp}按照分配规则分配给两台关口主变Tr_{Parallel_p,1}，Tr_{Parallel_p,2}。

S205、针对分配给两台关口主变的无功目标值，检验每个区域是否满足地调功率因数的要求。

其中，检验公式为：

式中，和表示两台关口主变高压侧功率因数下限，和表示两台关口主变高压侧功率因数上限，P_sub1和P_sub2表示两台关口主变高压侧有功功率，Q_{sub1_max}表示分配给第一台关口主变的无功目标值的上限，Q_{sub1_min}表示分配给第一台关口主变的无功目标值的下限，Q_{sub2_max}表示分配给第二台关口主变的无功目标值的上限，Q_{sub2_min}表示分配给第二台关口主变的无功目标值的下限。

S206、当满足所述检验公式时，判定分配给两台关口主变的无功目标值是合理的，当不满足所述检验公式时，根据功率因素约束公式计算出两台关口主变的无功功率上下限。

其中，所述功率因素约束公式为：

式中，Q_reg1和Q_reg2表示保证功率因数合格条件下，两台关口主变高压侧无功功率；

将两台关口主变的无功目标值更新为满足省地协调的无功上下限和满足地调功率因数上下限的无功上下限的交集，即：

Q_sub1∈[Q_{sub1_min},Q_{sub1_max}]∩[Q_{reg1_min},Q_{reg1_max}]

Q_sub2＝[Q_{sub2_min},Q_{sub2_max}]∩[Q_{reg2_min},Q_{reg2_max}]

式中，Q_{reg1_min}和Q_{reg2_min}表示功率因数约束下两台关口主变高压侧无功功率下限，Q_{reg1_max}和Q_{reg2_max}表示功率因数约束下两台关口主变高压侧无功功率上限。

侧无功功率下限，Q_{reg1_max}和Q_{reg2_max}表示两台关口主变高压侧无功功率上限。

S208、地调依照分配的无功目标值进行调节。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明解决的问题是：省地联调过程中，当两台关口主变高压侧并列而中低压侧分裂运行时，省调下发给这两台关口主变的总无功目标值和这两台关口主变各自的无功目标值的关系。本发明可以保证在省地联调过程中，最短时间内使用最少动作次数达到调节目标，且不会出现调节振荡。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种地调关口主变无功目标值分配方法，其特征在于，包括：

地调统计每个区域的无功储备量；

省调通过无功优化得到每个区域的无功目标值，并下发给地调；

地调接收省调下发的每个区域的无功目标值；

对于高压侧分裂运行的关口主变，直接使用省调下发的对应区域的无功目标值进行无功控制；对于高压侧并列而中低压侧分裂运行的关口主变，将省调下发给对应区域的总无功目标值按照一定的分配规则分配给两台关口主变；

地调依照分配的无功目标值进行调节；

其中，所述分配规则为： $Q_{sub1}=\frac{(Q_0-Q_2){\mathrm{\β}}_{cpin}+Q_1}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},Q_{sub2}=\frac{(Q_0-Q_1){\mathrm{\β}}_{cpin}+Q_2}{1+{\mathrm{\β}}_{cpin}},$ 式中，Q_sub1和Q_sub2表示分配给两台关口主变的无功目标值，Q₀表示省调下发的对应区域的无功目标值，Q₁和Q₂分别表示两台关口主变的省地联调前高压侧的无功功率，表示两台关口主变对应分区的无功调节裕度的比例。

2.如权利要求1所述的地调关口主变无功目标值分配方法，其特征在于，在所述将省调下发的对应区域的无功目标值按照分配规则分配给两台关口主变，之后还包括：

针对分配给两台关口主变的无功目标值，检验每个区域是否满足地调关口功率因数的要求，其中检验公式为：

式中，和表示两台关口主变高压侧功率因数下限，和表示两台关口主变高压侧功率因数上限，P_sub1和P_sub2表示两台关口主变高压侧有功功率，Q_{sub1_max}表示分配给第一台关口主变的无功目标值的上限，Q_{sub1_min}表示分配给第一台关口主变的无功目标值的下限，Q_{sub2_max}表示分配给第二台关口主变的无功目标值的上限，Q_{sub2_min}表示分配给第二台关口主变的无功目标值的下限。

当满足所述检验公式时，判定分配给两台关口主变的无功目标值是合理的。

3.如权利要求2所述的地调关口主变无功目标值分配方法，其特征在于，在所述当满足所述检验公式时，判定分配给两台关口主变的无功目标值是合理的，之后还包括：

当不满足所述检验公式时，根据功率因素约束公式计算出两台关口主变的无功功率上下限，其中，所述功率因素约束公式为：

式中，Q_reg1和Q_reg2表示保证功率因数合格条件下，两台关口主变高压侧无功功率；

将两台关口主变的无功目标值更新为满足省地协调的无功上下限和满足地调关口功率因数上下限的无功上下限的交集，即：

Q_sub1∈[Q_{sub1_min},Q_{sub1_max}]∩[Q_{reg1_min},Q_{reg1_max}]

Q_sub2＝[Q_{sub2_min},Q_{sub2_max}]∩[Q_{reg2_min},Q_{reg2_max}]

式中，Q_{reg1_min}和Q_{reg2_min}表示功率因数约束下两台关口主变高压侧无功功率下限，Q_{reg1_max}和Q_{reg2_max}表示功率因数约束下两台关口主变高压侧无功功率上限。