CN106353625B - 变电站的电压无功调节效果检测方法和系统 - Google Patents

变电站的电压无功调节效果检测方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种变电站的电压无功调节效果检测方法和系统，上述变电站的电压无功调节效果检测方法，包括：获取变电站母线的电压初始值；获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值；其中，变电站在第一设定时间段内按照AVC系统生成的调节策略进行多次电压无功调节；根据所述电压初始值和电压实测值计算电压变化量，从所述调节策略中读取变电站的无功变化量；根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果；其可以通过对变电站进行电压无功调节前后电压变化的监测实现对相应调节效果的检测，有利于及时获取对变电站进行电压无功调节的调节效果。

Description

变电站的电压无功调节效果检测方法和系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种变电站的电压无功调节效果检测方法和系统。
背景技术
随着经济发展和生活水平的高，用户对电能质量和电压合格水平提出了更高的要求。电力系统主要通过调节变电站主变档位或投退电容器/电抗器来调节变电站母线电压。随着电压无功自动控制(Automatic Voltage Control，AVC)系统在电力系统中得到了广泛应用，对改善电力系统电压无功水平、减少调度员人工调压工作量发挥了重大作用。
AVC系统通过电网的电压无功可调节设备实现对电网电压无功的自动调节。目前的AVC系统，一般将变电站主变档位、电容器和/或电抗器作为电压无功调节设备，对变电站电压无功进行多次调节，上述调节过程中，变电站母线的电压变化状况与相应电压无功调节的效果存在直接联系，但是对于电压无功调节设备动作后的电压变化情况无法进行相应监测和相关分析，因而难以实现对变电站电压无功调节效果的检测。
发明内容
基于此，有必要针对传统方案对于电压无功调节设备动作后的电压变化情况无法进行相应监测和相关分析，并难以实现对变电站电压无功调节效果检测的技术问题，提供一种变电站的电压无功调节效果检测方法和系统。
一种变电站的电压无功调节效果检测方法，包括如下步骤：
获取变电站母线的电压初始值；
获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值；其中，变电站在第一设定时间段内按照AVC系统生成的调节策略进行多次电压无功调节；
根据所述电压初始值和电压实测值计算电压变化量，从所述调节策略中读取变电站的无功变化量；
根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；
根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；
根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果。
一种变电站的电压无功调节效果检测系统，包括：
第一获取模块，用于获取变电站母线的电压初始值；
第二获取模块，用于获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值；其中，变电站在第一设定时间段内按照AVC系统生成的调节策略进行多次电压无功调节；
第一计算模块，用于根据所述电压初始值和电压实测值计算电压变化量，从所述调节策略中读取变电站的无功变化量；
第二计算模块，用于根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；
第三计算模块，用于根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；
检测模块，用于根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果。
上述变电站的电压无功调节效果检测方法和系统，获取变电站母线的电压初始值，以及变电站母线在任一次调节后的电压实测值，计算电压变化量，根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值，以计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值，其可以在AVC系统对变电站进行电压无功调节后自动检测变电站电压变化状态，即上述平均无功电压灵敏度值的特点，从而实现对变电站电压无功调节效果的检测，具有较高的检测效率和检测效果，上述变电站的电压无功调节效果检测方法和系统可以通过对变电站进行电压无功调节前后电压变化的监测实现对相应调节效果的检测，有利于及时获取对变电站进行电压无功调节的调节效果。
附图说明
图1为一个实施例的变电站的电压无功调节效果检测方法流程图；
图2为一个实施例的变电站的电压无功调节效果检测系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的变电站的电压无功调节效果检测方法和系统的具体实施方式作详细描述。
参考图1，图1所示为一个实施例的变电站的电压无功调节效果检测方法流程图，包括如下步骤：
S10，获取变电站母线的电压初始值；
AVC系统调节变电站主变档位、投退电容器或者电抗器以对电压无功调节后，会引起变电站母线电压的变化，母线电压的遥测采集值会通过变电站自动化系统上送到调度自动化主站系统。要记录每一次电压无功调节设备动作后的电压调节效果，需要在第一时间捕捉到电压无功调节设备动作后的第一时间的母线电压的遥测采集值。在AVC系统生成相应的设备调节策略时，启动母线电压记录流程，并同时记录下设备所对应的母线电压遥测值，即是设备动作前的母线电压值，即变电站母线的电压初始值；在AVC系统发出设备调节指令后，在获取到设备调节成功信息的同时，记录下母线电压遥测值，即是设备动作后的母线电压值(电压实测值)。
在一个实施例中，上述获取变电站母线的电压初始值的过程包括：
读取变电站母线在第二设定时间段内的多个历史电压值，根据所述历史电压值的平均值确定变电站母线的电压初始值。
上述第二设定时间段可以为当前时刻之前，即按照AVC系统生成的调节策略进行电压无功调节之前的一段时间，比如从当前时刻向前5秒至当前时刻这个时间段等等。
本实施例根据第二设定时间段内的多个历史电压值的平均值确定变电站母线的电压初始值，可以减小在上述电压初始值获取过程中相关误差带来的影响，提高所获取的初始值的准确性。
作为一个实施例，若上述变电站母线的电压包括高峰、低谷、平谷和/或接近时间段等数据，还可以根据上述高峰、低谷、平谷和/或接近时间段等数据确定上述变电站母线的电压初始值，以进一步提高所确定的电压初始值的准确性。
在一个实施例中，上述获取变电站母线的电压初始值的过程可以包括：
在AVC系统生成调节策略时，启动母线电压记录流程，记录下变电站母线的母线电压遥测值作为电压初始值。
本实施例直接启动母线电压记录流程，记录下变电站母线的母线电压遥测值作为电压初始值，可以提高获取上述电压初始值的效率。
S20，获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值；其中，变电站在第一设定时间段内按照AVC系统生成的调节策略进行多次电压无功调节；
上述第一设定时间段可以设置为从对变电站进行电压无功调节的当前时刻开始往后的一段时间，比如从对变电站进行电压无功调节开始，至调节后的第10秒，也就是将按照AVC系统生成的调节策略在10秒内对变电站进行多次电压无功调节。上述步骤S20可以在按照AVC系统生成的调节策略对变电站进行多次电压无功调节的过程中，启动母线电压记录流程，在获取到设备调节成功信息的同时，记录下母线电压遥测值，即是设备动作后的母线电压值，作为变电站被调节后的电压实测值。
在一个实施例中，上述获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值的过程可以包括：
在AVC系统发出设备调节动作指令后，且在获取到变电站当次调节成功信息时，记录下母线电压遥测值，作为该次变电站母线的电压实测值。
本实施例在获取到变电站当次调节成功信息时，记录下母线电压遥测值，作为该次变电站母线的电压实测值，在保证所获取的电压实测值准确性的基础上，有效提高了上述电压实测值的获取效率。
S30，根据所述电压初始值和电压实测值计算电压变化量，从所述调节策略中读取变电站的无功变化量；
上述步骤S30可以通过计算上述电压实测值与电压初始值之间的差值确定电压变化量。还可以根据AVC系统生成的调节策略，以及按照上述调节策略所选取的调节设备的参数确定上述无功变化量。
S40，根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；
在一个实施例中，上述根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值的过程可以包括：
将所述无功变化量和电压变化量分别代入单元无功电压灵敏度计算公式计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；其中所述单元无功电压灵敏度计算公式为其中，ΔQ为无功变化量，ΔV为电压变化量，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值。
本实施例利用单元无功电压灵敏度计算公式计算相应的单元无功电压灵敏度值，具有较高的准确性。
S50，根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；
在一个实施例中，上述根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值的过程可以包括：
将各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值代入平均无功电压灵敏度计算公式计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；其中，所述平均无功电压灵敏度计算公式为Sa为平均无功电压灵敏度值，N为变电站在第一设定时间段内进行电压无功调节的调节次数，Sn第n次调节的单元无功电压灵敏度值，Rn为第n次调节的残差，Rs为N个Rn之和。
上述对变电站进行电压无功调节的残差可以根据AVC系统生成的调节策略，以及按照上述调节策略所选取的调节设备的参数所确定。通常情况下，上述残差为((平均无功电压灵敏度值-单元无功电压灵敏度值)*(平均无功电压灵敏度值-单元无功电压灵敏度值))的倒数，即其中，Sa为平均无功电压灵敏度值，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值，Rn为第n次调节的残差。
S60，根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果。
在一个实施例中，上述根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果的过程可以包括：
根据选定器件的参数信息预估利用所述选定器件调节变电站所产生的无功变化量，得到无功变化预估值；
根据平均无功电压灵敏度值和无功变化预估值预估利用所述选定器件调节变电站所产生的电压变化量，得到电压变化预估值；
利用所述选定器件对变电站进行电压无功调节，获取调节前后的电压变化量，得到电压变化实测值；
计算所述电压变化预估值与电压变化实测值之间的差值，根据所述差值检测变电站电压无功调节的效果。
上述选定器件为按照AVC系统生成的调节策略对变电站进行电压无功调节所用的器件，如电容器和/或电抗器等等。
本实施例可以利用上述无功变化预估值除以上述平均无功电压灵敏度值得到电压变化预估值，即上述V'为电压变化预估值，Q'为无功变化预估值，Sa为平均无功电压灵敏度值。若电压变化预估值与电压变化实测值之间的差值很小，如在[-005,0.05]这一范围内，则表明相应变电站进行电压无功调节的效果好，若上述电压变化预估值与电压变化实测值之间的差值较大，即上述差值的绝对值超过某一值，如上述差值超过0.5，则通过变电站的电压无功调节效果检测可以发现，相应的变电站电压无功调节的效果差。
本发明提供的变电站的电压无功调节效果检测方法，获取变电站母线的电压初始值，以及变电站母线在任一次调节后的电压实测值，计算电压变化量，根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值，以计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值，其可以在AVC系统对变电站进行电压无功调节后自动检测变电站电压变化状态，即上述平均无功电压灵敏度值的特点，从而实现对变电站电压无功调节效果的检测，具有较高的检测效率和检测效果，上述变电站的电压无功调节效果检测方法和系统可以通过对变电站进行电压无功调节前后电压变化的监测实现对相应调节效果的检测，有利于及时获取对变电站进行电压无功调节的调节效果。
参考图2所示，图2为一个实施例的变电站的电压无功调节效果检测系统结构示意图，包括：
第一获取模块10，用于获取变电站母线的电压初始值；
第二获取模块20，用于获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值；其中，变电站在第一设定时间段内按照AVC系统生成的调节策略进行多次电压无功调节；
第一计算模块30，用于根据所述电压初始值和电压实测值计算电压变化量，从所述调节策略中读取变电站的无功变化量；
第二计算模块40，用于根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；
在一个实施例中，上述第二计算模块可以进一步用于：
将所述无功变化量和电压变化量分别代入单元无功电压灵敏度计算公式计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；其中所述单元无功电压灵敏度计算公式为其中，ΔQ为无功变化量，ΔV为电压变化量，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值。
第三计算模块50，用于根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；
在一个实施例中，上述第三计算模块可以进一步用于：
将各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值代入平均无功电压灵敏度计算公式计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；其中，所述平均无功电压灵敏度计算公式为Sa为平均无功电压灵敏度值，N为变电站在第一设定时间段内进行电压无功调节的调节次数，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值，Rn为第n次调节的残差，Rs为N个Rn之和。
检测模块60，用于根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果。
本发明提供的变电站的电压无功调节效果检测系统与本发明提供的变电站的电压无功调节效果检测方法一一对应，在所述变电站的电压无功调节效果检测方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于变电站的电压无功调节效果检测系统的实施例中，特此声明。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种变电站的电压无功调节效果检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取变电站母线的电压初始值；
获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值；其中，变电站在第一设定时间段内按照AVC系统生成的调节策略进行多次电压无功调节；
根据所述电压初始值和电压实测值计算电压变化量，从所述调节策略中读取变电站的无功变化量；
根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；
根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；
根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果；所述根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果的过程包括：
根据选定器件的参数信息预估利用所述选定器件调节变电站所产生的无功变化量，得到无功变化预估值；
根据平均无功电压灵敏度值和无功变化预估值预估利用所述选定器件调节变电站所产生的电压变化量，得到电压变化预估值；
利用所述选定器件对变电站进行电压无功调节，获取调节前后的电压变化量，得到电压变化实测值；
计算所述电压变化预估值与电压变化实测值之间的差值，根据所述差值检测变电站电压无功调节的效果。
2.根据权利要求1所述的变电站的电压无功调节效果检测方法，其特征在于，所述获取变电站母线的电压初始值的过程包括：
读取变电站母线在第二设定时间段内的多个历史电压值，根据所述历史电压值的平均值确定变电站母线的电压初始值。
3.根据权利要求1所述的变电站的电压无功调节效果检测方法，其特征在于，所述获取变电站母线的电压初始值的过程包括：
在AVC系统生成调节策略时，启动母线电压记录流程，记录下变电站母线的母线电压遥测值作为电压初始值。
4.根据权利要求1所述的变电站的电压无功调节效果检测方法，其特征在于，所述获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值的过程包括：
在AVC系统发出设备调节动作指令后，且在获取到当次调节成功信息时，记录下母线电压遥测值，作为该次变电站母线的电压实测值。
5.根据权利要求1所述的变电站的电压无功调节效果检测方法，其特征在于，所述根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值的过程包括：
将所述无功变化量和电压变化量分别代入单元无功电压灵敏度计算公式计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；其中所述单元无功电压灵敏度计算公式为其中，ΔQ为无功变化量，ΔV为电压变化量，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值。
6.根据权利要求1所述的变电站的电压无功调节效果检测方法，其特征在于，所述根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值的过程包括：
将各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值代入平均无功电压灵敏度计算公式计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；其中，所述平均无功电压灵敏度计算公式为Sa为平均无功电压灵敏度值，N为变电站在第一设定时间段内进行电压无功调节的调节次数，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值，Rn为第n次调节的残差，Rs为N个Rn之和。
7.一种变电站的电压无功调节效果检测系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取变电站母线的电压初始值；
第二获取模块，用于获取变电站母线在任一次调节后的电压实测值；其中，变电站在第一设定时间段内按照AVC系统生成的调节策略进行多次电压无功调节；
第一计算模块，用于根据所述电压初始值和电压实测值计算电压变化量，从所述调节策略中读取变电站的无功变化量；
第二计算模块，用于根据所述无功变化量和电压变化量计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；
第三计算模块，用于根据各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；
检测模块，用于根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果；所述根据所述平均无功电压灵敏度值检测变电站电压无功调节的效果的过程包括：
根据选定器件的参数信息预估利用所述选定器件调节变电站所产生的无功变化量，得到无功变化预估值；
根据平均无功电压灵敏度值和无功变化预估值预估利用所述选定器件调节变电站所产生的电压变化量，得到电压变化预估值；
利用所述选定器件对变电站进行电压无功调节，获取调节前后的电压变化量，得到电压变化实测值；
计算所述电压变化预估值与电压变化实测值之间的差值，根据所述差值检测变电站电压无功调节的效果。
8.根据权利要求7所述的变电站的电压无功调节效果检测系统，其特征在于，所述第二计算模块进一步用于：
将所述无功变化量和电压变化量分别代入单元无功电压灵敏度计算公式计算该次调节的单元无功电压灵敏度值；其中所述单元无功电压灵敏度计算公式为其中，ΔQ为无功变化量，ΔV为电压变化量，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值。
9.根据权利要求7所述的变电站的电压无功调节效果检测系统，其特征在于，所述第三计算模块进一步用于：
将各次电压无功调节分别对应的单元无功电压灵敏度值代入平均无功电压灵敏度计算公式计算多次电压无功调节对应的平均无功电压灵敏度值；其中，所述平均无功电压灵敏度计算公式为Sa为平均无功电压灵敏度值，N为变电站在第一设定时间段内进行电压无功调节的调节次数，Sn为第n次调节的单元无功电压灵敏度值，Rn为第n次调节的残差，Rs为N个Rn之和。
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