CN107809114A - 电网电压自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电网电压调节技术领域，尤其涉及一种电网电压自动调节方法，包括：从SCADA获取电网的实时运行状态；对电网安全性进行检测并闭锁不可控的设备；以220kV母线为根节点将整个电网分成若干个电气耦合度很弱的区域电网；对分成的每个220kV区域电网，进行区域的无功电压控制策略计算，获得相应的控制策略，在系统处于闭环控制状态时，基于获得的控制策略，通过遥控接口对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制，以满足待调节地区的电压需求。本发明不需要调控人员对各变电站母线电压进行人工调整，节约了大量电网调压工作，节省了人力成本；通过实时对电网无功电压水平进行跟踪计算，自动发布调压策略，大大改善了电网电压水平。

Description

电网电压自动调节方法

技术领域

本发明属于电网电压调节技术领域，尤其涉及一种电网电压自动调节方法。

背景技术

现有供电公司调度控制中心对电压的调节一般实行24小时不间断人工调压方式，以满足电压的合理运行。人工调节电网电压范围有限、且调节过程较长，不利于电网电压的大规模、实时性调整，人工调压方式逐渐开始不适应大电网发展要求。因此，亟需一种电网电压自动调节方法，以满足电压运行需求，提高地区电网供电质量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供电网电压自动调节方法，以解决上述问题。

本发明提供了一种电网电压自动调节方法，包括：

从SCADA获取电网的实时运行状态；

对电网安全性进行检测并闭锁不可控的设备；

以220kV母线为根节点将整个电网分成若干个电气耦合度很弱的区域电网；

对分成的每个220kV区域电网，进行区域的无功电压控制策略计算，获得相应的控制策略，在系统处于闭环控制状态时，基于获得的控制策略，通过遥控接口对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制，以满足待调节地区的电压需求。

进一步地，对分成的每个220kV区域电网，进行区域的无功电压控制策略计算，获得相应的控制策略，在系统处于闭环控制状态时，基于获得的控制策略，通过遥控接口对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制，以满足待调节地区的电压需求具体包括：

1)判断220kV系统母线电压是否符合策略值，如不符合策略值，则判断系统是否满足功率因数要求；如功率因数不符合要求，自动投切66kV容抗器调整电压；

2)完成步骤1)后，判断220kV变电站所带66kV系统中75％的66kV母线电压是否符合策略值，如不符合策略值，对220kV主变分接开关进行调节，直至满足66kV系统中75％的66kV母线电压要求；

3)当步骤1)、2)还不能满足66kV母线电压时，对66kV系统中单条66kV母线电压进行判断，如不符合策略值，则判断此座66kV变电站是否满足功率因数要求，不满足则通过自动投切容抗器调节66kV母线电压来满足策略值；如满足功率因数要求则通过调节此座66kV变电站主变分接开关档位来满足策略值；

4)在电压满足要求的前提下，对66kV系统无功分布情况进行调整，以达到无功潮流最优目标。

进一步地，对电网安全性进行检测并闭锁不可控的设备包括：

通过关联SCADA保护信号，检测设备的保护动作并自动闭锁对该设备的控制，同时发告警信号。

进一步地，对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

若对某个设备的控制连续两次均无响应，则闭锁对该设备的控制，并发出设备拒动的告警信号。

进一步地，对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

若出现主变滑档情况时，自动闭锁对主变分接头的控制，并发出滑档告警。

进一步地，对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

自动计算电容器或电抗器、主变分接头的动作次数，当达到该时段动作次数限值后，自动闭锁该设备，并发设备动作次数越限的告警信号。

进一步地，对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

在遥控接口对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制前，如果检测到有电容器或电抗器开关遥信变位或主变档位调整的情况，则判为手工操作，闭锁对该设备的控制，并发手工操作的告警信号。

进一步地，对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

主变或电容器或电抗器挂牌时，自动读取挂牌标志并闭锁相关设备。

进一步地，对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

当主变高压侧的电流大于定值时闭锁该主变调压。

进一步地，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

当母线电压越事故限值时，闭锁该母线调压，并发出母线过电压或母线欠电压的告警信号。

借由上述方案，通过电网电压自动调节方法，不需要调控人员对各变电站母线电压进行人工调整，节约了大量电网调压工作，节省了人力成本；通过实时对电网无功电压水平进行跟踪计算，自动发布调压策略，大大改善了电网电压水平。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明电网电压自动调节方法的流程图；

图2是某典型地区电网区域接线图；

图3是本发明电网电压自动调节方法策略控制的流程图；

图4是辐射型结构的标准分区电网结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种电网电压自动调节方法，该方法通过建立在调度能量管理系统(EMS)框架下的电网电压自动调节系统(简称AVC系统)实现，其目的是通过控制变电站有载调压主变分接开关和电容器、电抗器，在保证电网安全稳定运行前提下，保证电压和关口功率因数合格，并尽可能减少线路无功传输、降低系统因不必要的无功潮流引起的有功损耗。

该系统包括量测处理模块、闭锁处理模块、自动分区模块、策略计算模块及遥控接口。AVC通过量测处理模块从SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)获得电网的实时运行状态，在闭锁处理模块中进行安全性检查并闭锁不可控的设备，在自动分区模块中以220kV母线为根节点进行分区，形成若干个控制区域。

策略计算是AVC的核心部分，策略计算模块根据分区控制原则，对电网无功电压进行监视、计算和分析，并提出相应的控制策略。当系统处于闭环控制状态时，AVC将控制策略交给遥控接口，执行变压器的升降档和电容器、电抗器的投切，遥控接口是电压无功自动控制系统实现闭环的关键环节。

AVC系统通过对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制，以达到满足某地区电压需求的目标，是一种基于大电网的调压模式。AVC系统实现了电压调节由人工控制走向自动控制、由分散控制走向集中控制、由经验控制走向智能控制、由单机控制走向网络分散控制的新模式，彻底改变电网电压人工调整方式，可成为智能化电网的重要组成部分。

参图2所示的某典型地区电网区域接线图，AVC分层分区原则是，以220kV枢纽变电站为根节点，将整个电网分成若干个电气耦合度很弱的区域电网。之后对分成的每个220kV区域电网，进行区域的无功电压控制策略计算。

AVC根据分区结果，按序逐个对每个分区进行控制策略计算，按照策略影响度及其优先级，主要分为以下五类。如表1所示。

表1策略控制分类表

参图3所示，控制策略计算的流程包括：

第一步：AVC系统首先判断220kV系统母线电压是否符合策略值，如不符合策略值，则判断系统是否满足功率因数要求。如功率因数不符合要求，AVC系统自动投切66kV容抗器调整电压。

第二步：完成第一步后，AVC系统判断220kV变电站所带66kV系统中75％的66kV母线电压是否符合策略值，如不符合策略值，AVC系统对220千伏主变分接开关进行调节，直至满足66kV系统中75％的66kV母线电压要求。

第三步：当前两步还不能满足66kV母线电压时，AVC系统将对66kV系统中单条66kV母线电压进行判断，如不符合策略值，则判断此座66kV变电站是否满足功率因数要求，不满足则通过自动投切容抗器调节66kV母线电压来满足策略值。满足功率因数要求则通过调节此座66kV变电站主变分接开关档位来满足策略值。

第四步：通过前三步调节基本能满足一个66kV系统的电压调整要求，其电压水平能满足给定策略。此时，AVC系统在电压满足要求的前提下，将对66kV系统无功分布情况进行调整，达到无功潮流最优目标。

对于辐射型结构的标准分区电网结构，如果区域发生电磁环网情况下，AVC只能进行电压控制，无法进行无功控制。

如图4所示，当220kV电磁合环后，由于220kV处于合环状态，那么A–C–F–E–B是处于一个跨厂站线路、变压器的环网。E、F等均处于强耦合的电网，尤其是在合环里的线路其潮流的变化和环网内的阻抗息息相关。

在环网中，从一节点到另一节点的潮流是由多个分支路进行功率传输的(如图4，单环网则是2条线路)。其中支路中所分配的潮流大小是由该分支路的阻抗和负荷情况所决定的。如果A点投入无功源，则对E、F关口均有潮流影响，其对E、F的灵敏度以及其中所经过分支的B、C节点无功较难以实现计算，为了安全起见，AVC对于电磁合环的区域仅仅进行电压控制。

针对以下情形，AVC可将设备闭锁并自动触发生成AVC告警信号：

1.通过关联SCADA保护信号，AVC可检测到设备的保护动作并自动闭锁对该设备的控制，同时发告警信号。一个设备可关联多个保护信号，同时一个保护信号也可关联多个设备，信号之间以“或”的关系进行处理，只要设备关联的其中一个保护信号动作即闭锁该设备。如表2所示。

表2保护信号闭锁清单

2.如果对某个设备的控制连续两次均无响应，则闭锁对该设备的控制，并发出设备拒动的告警信号。

3.出现主变滑档情况时，系统自动闭锁对主变分接头的控制，并发滑档告警。

4.系统自动计算电容器/电抗器和主变分接头的动作次数，当达到该时段动作次数限值后，自动闭锁该设备，并发设备动作次数越限的告警信号。

5.在AVC没有下发指令时，如果检测到有电容器/电抗器开关遥信变位或主变档位调整的情况，则判为手工操作，AVC闭锁对该设备的控制，并发手工操作的告警信号。

6.主变或电容器/电抗器挂牌时，AVC自动读取挂牌标志并闭锁相关设备。

7.当主变高压侧的电流大于定值时(定值在变压器控制表中设定)，闭锁该主变调压。

8.当母线电压越事故限值时，闭锁该母线调压，并发母线过电压或母线欠电压的告警信号。

为实现主变调节次数最少，电容器/电抗器投切合理，电压合格率最高和线损最小，还需要设置全局电压限值参数，以满足AVC系统调节需求。

本实施例提供的电网电压自动调节方法具有如下技术效果：

1)AVC系统运行以来，电网电压水平保持在合理区间，不需要调控人员对各变电站母线电压进行人工调整，节约了大量电网调压工作，节省了人力成本。

2)AVC系统运行后，系统实时对电网无功电压水平进行跟踪计算，自动发布调压策略，大大改善了电网电压水平。特别在迎峰度夏期间，可以使全网电压处于合理范围运行，提高了地降低了地区网损，区电压质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电网电压自动调节方法，其特征在于，包括：

从SCADA获取电网的实时运行状态；

对电网安全性进行检测并闭锁不可控的设备；

以220kV母线为根节点将整个电网分成若干个电气耦合度很弱的区域电网；

对分成的每个220kV区域电网，进行区域的无功电压控制策略计算，获得相应的控制策略，在系统处于闭环控制状态时，基于获得的控制策略，通过遥控接口对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制，以满足待调节地区的电压需求。

2.根据权利要求1所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对分成的每个220kV区域电网，进行区域的无功电压控制策略计算，获得相应的控制策略，在系统处于闭环控制状态时，基于获得的控制策略，通过遥控接口对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制，以满足待调节地区的电压需求具体包括：

1)判断220kV系统母线电压是否符合策略值，如不符合策略值，则判断系统是否满足功率因数要求；如功率因数不符合要求，自动投切66kV容抗器调整电压；

2)完成步骤1)后，判断220kV变电站所带66kV系统中75％的66kV母线电压是否符合策略值，如不符合策略值，对220kV主变分接开关进行调节，直至满足66kV系统中75％的66kV母线电压要求；

3)当步骤1)、2)还不能满足66kV母线电压时，对66kV系统中单条66kV母线电压进行判断，如不符合策略值，则判断此座66kV变电站是否满足功率因数要求，不满足则通过自动投切容抗器调节66kV母线电压来满足策略值；如满足功率因数要求则通过调节此座66kV变电站主变分接开关档位来满足策略值；

4)在电压满足要求的前提下，对66kV系统无功分布情况进行调整，以达到无功潮流最优目标。

3.根据权利要求1所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进行检测并闭锁不可控的设备包括：

通过关联SCADA保护信号，检测设备的保护动作并自动闭锁对该设备的控制，同时发告警信号。

4.根据权利要求3所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

若对某个设备的控制连续两次均无响应，则闭锁对该设备的控制，并发出设备拒动的告警信号。

5.根据权利要求4所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

若出现主变滑档情况时，自动闭锁对主变分接头的控制，并发出滑档告警。

6.根据权利要求5所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

自动计算电容器或电抗器、主变分接头的动作次数，当达到该时段动作次数限值后，自动闭锁该设备，并发设备动作次数越限的告警信号。

7.根据权利要求6所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

在遥控接口对电网主变分接开关及容抗器设备进行自动控制前，如果检测到有电容器或电抗器开关遥信变位或主变档位调整的情况，则判为手工操作，闭锁对该设备的控制，并发手工操作的告警信号。

8.根据权利要求7所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

主变或电容器或电抗器挂牌时，自动读取挂牌标志并闭锁相关设备。

9.根据权利要求8所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

当主变高压侧的电流大于定值时闭锁该主变调压。

10.根据权利要求9所述的电网电压自动调节方法，其特征在于，所述对电网安全性进出检测并闭锁不可控的设备还包括：

当母线电压越事故限值时，闭锁该母线调压，并发出母线过电压或母线欠电压的告警信号。