CN111555294B - 一种avc系统运行状态分时段在线评估方法 - Google Patents

一种avc系统运行状态分时段在线评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111555294B
CN111555294B CN202010333363.2A CN202010333363A CN111555294B CN 111555294 B CN111555294 B CN 111555294B CN 202010333363 A CN202010333363 A CN 202010333363A CN 111555294 B CN111555294 B CN 111555294B
Authority
CN
China
Prior art keywords
avc system
voltage
judging
generator
avc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010333363.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111555294A (zh
Inventor
孟凡超
胡文平
李铁成
李晓明
刘翔宇
戎士洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd, State Grid Hebei Energy Technology Service Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202010333363.2A priority Critical patent/CN111555294B/zh
Publication of CN111555294A publication Critical patent/CN111555294A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111555294B publication Critical patent/CN111555294B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/22—Flexible AC transmission systems [FACTS] or power factor or reactive power compensating or correcting units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，涉及测量技术领域；其方法为判断母线电压是否超界，得到电压调节正常或电压调节异常的结论；在电压调节异常的情况下，继续判断AVC系统运行状态，得到AVC系统调节正常或AVC系统调节异常的结论；在电压调节异常和AVC系统调节异常的情况下，继续判断AVR装置运行状态，得到AVR装置调节正常或AVR装置低励限制的结论；其通过判断母线电压是否超界、AVC系统运行状态、AVR装置运行状态、发电机功角、发电机铁芯温度和厂用电压的状态等，实现了评估AVC系统运行状态。

Description

一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法。
背景技术
随着特高压交直流输电线路的不断建设，区域电网之间的互联不断加强，电网已发展成为一个规模巨大的交直流混联电网。电网容量的不断增大，超高压远距离输电以及日负荷的较大波动，都对电网的无功电压控制提出了更高的要求。
为了实现对电网无功电压的控制，从电网全局出发，运用电网实时运行数据，科学的控制所辖电压无功控制装置，建设了AVC系统。AVC系统的上线运行，对全面优化调度现有的无功电压调控资源，提高系统电能质量，提升电网经济运行水平起到了积极的作用；AVC系统全面投入后大大降低了运行人员的工作强度，提高了电网的调度自动化水平，为建设坚强智能电网奠定了基础。
但目前AVC控制系统还不是真正意义的全网优化，只是局部的电网优化控制，存在的问题主要是未充分考虑无功可控设备的闭锁条件，状态估计的结果有时不可信，未充分考虑无功备用、降低网损的情况。这些问题均导致AVC动作不正确，影响电压、无功调整的效果，因此急需开展对AVC控制的效果评估的工作。
广域相量测量系统，以下简称WAMS系统。
自动电压控制系统，以下简称AVC系统。
自动电压调节器，以下简称AVR装置。
现有技术问题及思考：
如何解决评估AVC系统运行状态的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其通过判断母线电压是否超界、AVC系统运行状态、AVR装置运行状态、发电机功角、发电机铁芯温度和厂用电压的状态等，实现了评估AVC系统运行状态。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，判断母线电压是否超界，得到电压调节正常或电压调节异常的结论；在电压调节异常的情况下，继续判断AVC系统运行状态，得到AVC系统调节正常或AVC系统调节异常的结论；在电压调节异常和AVC系统调节异常的情况下，继续判断AVR装置运行状态，得到AVR装置调节正常或AVR装置低励限制的结论；在电压调节异常、AVC系统调节异常和AVR装置低励限制的情况下，进一步判断发电机功角、发电机铁芯温度和厂用电压的状态；根据上述结论和状态得到AVC系统运行状态的评估结论。
进一步的技术方案在于：步骤具体包括S1获取WAMS系统中的数据，依托WAMS系统平台实时监测并获取母线电压、AVC系统减磁闭锁、AVR装置低励限制动作、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角和铁芯温度的数据。
进一步的技术方案在于：步骤具体还包括S2判断母线电压是否超界、S3判断AVC调节是否正常和S4判断AVC系统动作是否过于频繁的步骤，
S2判断母线电压是否超界，当监测电压在电压边界范围内，判定“电压调节正常”；当监测电压在电压边界范围外，判定“电压调节异常”，执行S3步骤；
S3判断AVC调节是否正常，当“AVC系统减磁闭锁”信号为0时，判定“AVC系统调节正常”；当“AVC系统减磁闭锁”信号为1时，判定“AVC系统减磁异常”，执行S4步骤；
S4判断AVC系统动作是否过于频繁，当AVC系统每天动作次数大于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节频繁”；当AVC系统每天动作次数小于等于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节正常”。
进一步的技术方案在于：步骤具体还包括S5判断各机组无功功率分配是否合理，当测量计算的无功分配系数大于设定的有效无功分配系数，判定“AVC系统调节正常”；当测量计算的无功分配系数小于等于设定的有效无功分配系数，判定“机组无功功率分配不合理”。
进一步的技术方案在于：步骤具体还包括S6判断AVR装置是否低励限制，当实测无功功率Q1大于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置调节正常”；当实测无功功率Q1小于等于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置低励限制”。
进一步的技术方案在于：步骤具体还包括S7判断发电机功角是否越限，当功角≤70°时，判定“发电机功角正常”；当功角>70°时，判定“发电机功角限制”。
进一步的技术方案在于：步骤具体还包括S8判断发电机铁芯温度是否超限，当铁芯温度≤120°时，判定“发电机铁芯温度正常”；当铁芯温度>120°时，判定“发电机铁芯温度限制”。
进一步的技术方案在于：步骤具体还包括S9判断厂用电压是否超限，当厂用电压>360V时，判定“厂用电压正常”；当厂用电压≤360V时，判定“厂用电压限制”。
进一步的技术方案在于：步骤具体还包括S10总结，根据上述步骤中的判断结果，判断AVC系统运行是否正常。
进一步的技术方案在于：通过服务器获取WAMS系统中的数据并运行该方法。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
判断母线电压是否超界，得到电压调节正常或电压调节异常的结论；在电压调节异常的情况下，继续判断AVC系统运行状态，得到AVC系统调节正常或AVC系统调节异常的结论；在电压调节异常和AVC系统调节异常的情况下，继续判断AVR装置运行状态，得到AVR装置调节正常或AVR装置低励限制的结论；在电压调节异常、AVC系统调节异常和AVR装置低励限制的情况下，进一步判断发电机功角、发电机铁芯温度和厂用电压的状态；根据上述结论和状态得到AVC系统运行状态的评估结论。其通过判断母线电压是否超界、AVC系统运行状态、AVR装置运行状态、发电机功角、发电机铁芯温度和厂用电压的状态等，实现了评估AVC系统运行状态。
详见具体实施方式部分描述。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1：
如图1所示，本发明公开了一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，包括步骤如下：
S1获取WAMS系统中的数据
依托WAMS系统平台实时监测并获取母线电压、AVC系统减磁闭锁、AVR装置低励限制动作、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角和铁芯温度的数据。
S2判断母线电压是否超界
当监测电压在电压边界范围内，判定“电压调节正常”；当监测电压在电压边界范围外，判定“电压调节异常”，执行S3步骤。
S3判断AVC调节是否正常
当“AVC系统减磁闭锁”信号为0时，判定“AVC系统调节正常”；当“AVC系统减磁闭锁”信号为1时，判定“AVC系统减磁异常”，执行S4步骤。
S4判断AVC系统动作是否过于频繁
当AVC系统每天动作次数大于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节频繁”；当AVC系统每天动作次数小于等于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节正常”。
S5判断各机组无功功率分配是否合理
当测量计算的无功分配系数大于设定的有效无功分配系数，判定“AVC系统调节正常”；当测量计算的无功分配系数小于等于设定的有效无功分配系数，判定“机组无功功率分配不合理”。
S6判断AVR装置是否低励限制
当实测无功功率Q1大于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置调节正常”；当实测无功功率Q1小于等于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置低励限制”。
S7判断发电机功角是否越限
当功角≤70°时，判定“发电机功角正常”；当功角>70°时，判定“发电机功角限制”。
S8判断发电机铁芯温度是否超限
当铁芯温度≤120°时，判定“发电机铁芯温度正常”；当铁芯温度>120°时，判定“发电机铁芯温度限制”。
S9判断厂用电压是否超限
当厂用电压>360V时，判定“厂用电压正常”；当厂用电压≤360V时，判定“厂用电压限制”。
S10总结
根据上述步骤中的判断结果，判断AVC系统运行是否正常。
实施例1技术方案说明：
第一步，依托WAMS系统平台实时监测母线电压、AVC系统减磁闭锁、AVR装置低励限制动作、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角、铁芯温度。
第二步，判断母线电压是否超界。
当监测电压在电压边界范围内，判定“电压调节正常”。
当监测电压在电压边界范围外，判定“电压调节异常”。
如果判定“电压调节异常”，则进入下一步逻辑判断。
第三步，判断AVC调节是否正常。
当“AVC系统减磁闭锁”信号为0时，判定“AVC系统调节正常”。
当“AVC系统减磁闭锁”信号为1时，判定“AVC系统减磁异常”。
如果判定“AVC系统减磁异常”，则进入下一步逻辑判断。
第四步，判断AVC系统动作是否过于频繁。
当AVC系统每天动作次数大于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节频繁”。
当AVC系统每天动作次数小于等于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节正常”。
第五步，判断各机组无功功率分配是否合理。
当测量计算的无功分配系数大于设定的有效无功分配系数，判定“AVC系统调节正常”。
当测量计算的无功分配系数小于等于设定的有效无功分配系数，判定“机组无功功率分配不合理”。
第六步，判断AVR装置是否低励限制。
当实测无功功率Q1大于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置调节正常”。
当实测无功功率Q1小于等于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置低励限制”。
第七步，判断发电机功角是否越限。
当功角≤70°时，判定“发电机功角正常”。
当功角>70°时，判定“发电机功角限制”。
第八步，判断发电机铁芯温度是否超限。
当铁芯温度≤120°时，判定“发电机铁芯温度正常”。
当铁芯温度>120°时，判定“发电机铁芯温度限制”。
第九步，判断厂用电压是否超限。
当厂用电压>360V时，判定“厂用电压正常”。
当厂用电压≤360V时，判定“厂用电压限制”。
最后，总结上述内容判断AVC运行是否正常。
实施例2：
采用220kV电压等级接入系统，厂内新建220kV配电装置，采用双母线接线，两台350MW机组各通过一台双绕组升压变接至厂内母线，电厂出2回线路接入对侧220kV站。
在下午22时30分，发电机运行状态如下：
母线电压230kV、有功功率260MW，无功功率-70MVar，AVC系统减磁闭锁、厂用电压＝364V、功角＝71°、铁芯温度＝73°。
第一步：判断母线电压是否越界。
下午22时30分，属于(22时-24时)时段，为低谷时段。考虑到该母线属于220kV电压等级，此时段的低谷电压为(226kV-229kV)。由于母线电压230kV大于低谷电压的上限229kV，判定“电压调节异常”。
第二步：在“电压调节异常”的情况下，继续判断AVC系统运行状态。
由于AVC系统减磁闭锁，即：
“AVC系统减磁闭锁”＝1，判定“AVC系统调节异常”。
第三步：在“电压调节异常”和“AVC系统调节异常”的情况下，继续判断AVR装置运行状态。
实时监测有功功率260MW，无功功率-70MVar，即：分别为P1＝260MW，Q1＝-70MVar，查查取AVR装置低励限制的有功-无功性能曲线计算对应有功功率为260MW时无功功率限制值为Q0＝-68MVar。
由于Q1≤Q0，判定“AVR装置低励限制”。
第四步：在“电压调节异常”、“AVC系统调节异常”和“AVR装置低励限制”的情况下，进一步判断发电机功角、发电机铁芯温度、厂用电压等外围设备运行状态。
首先判断发电机功角状态。
由于功角＝71°，即功角>70°，判定“发电机功角限制”。
然后判断发电机铁芯温度状态。
由于铁芯温度＝73°，即铁芯温度≤120°时，判定“发电机铁芯温度正常”。
最后判断厂用电压状态。
厂用电压＝364V，即厂用电压>360V时，判定“厂用电压正常”；
第五步，综上所述得出结论：
由于发电机功角限制，导致“电压调节异常”、“AVC系统调节异常”和“AVR装置低励限制”，最终判定AVC运行异常。
实施例3：
上午8时30分，发电机运行状态如下：
母线电压230kV、有功功率260MW，无功功率-30MVar，AVC系统减磁未闭锁、厂用电压＝374V、功角＝45°、铁芯温度＝73°。
第一步：判断母线电压是否越界。
上午8时30分，属于(8时-12时)时段，为平峰时段。考虑到该母线属于220kV电压等级，此时段的平峰电压为(229kV-232kV)。由于母线电压230kV在229kV和232kV之间，判定“电压调节正常”。
其它步骤不用判断，得出结论AVC运行正常。
本申请的发明构思：
采用相量测量PMU和广域监测系统WAMS技术，通过机组动态信息、AVC系统减磁闭锁信号、低励限制动作、发电机有功功率、无功功率和发电机功角等，实现AVC控制与电网动态相量的广域同步测量和数据集成，进而完成AVC系统运行状态分时段在线评估。
建立基于WAMS数据的AVC运行状态分时段在线评估系统，完善PMU装置对母线电压、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角、铁芯温度等与AVC运行评估相关电气量的采集；构建AVC运行状态分时段在线评估系统，对高压母线、AVC系统、AVR装置、发电机、厂用母线五种电气设备进行分析，评估高压母线电压是否异常，评估AVC系统减磁功能是否异常、调节频率是否异常、机组无功分配是否合理，评估AVR装置低励是否限制，评估发电机功角是否越限、铁心温度是否超温，评估低压母线是否过低。最后，综合分析给出最终结论。
采用分时段查表比较技术，将实测高压母线电压与母线电压分时段边界函数比较，评估高压母线电压是否异常；采用阈值比较技术，判断AVC系统减磁是否闭锁，评估AVC系统减磁功能是否异常；采用均值比较技术，将AVC系统每天动作次数大于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积比较，评估AVC系统调节频率是否异常；将测量计算的无功分配系数与设定的有效无功分配系数比较，评估机组无功分配是否合理；将实测无功功率与无功功率限制值比较，评估AVR装置低励是否限制；将发电机功角、铁芯温度以及低压母线分别与其阈值比较，评估发电机功角是否越限、铁心温度是否超温，评估低压母线是否过低。最后，综合分析给出最终结论。
对AVC运行状态进行多维度评估，包括发电机定子电压、转子电压、功率因数等，增加评估的准确度和精细度。
本方法对高压母线、AVC系统、AVR装置、发电机、厂用母线五种电气设备进行分析，评估AVC系统控制效果是否合理。
本方法针对目前AVC系统存在的缺陷，完善了涉及AVC系统的五种电气设备运行状态的评估，判断了高压母线电压是否异常，判断了AVC系统减磁功能是否异常、调节频率是否异常、机组无功分配是否合理，判断了AVR装置低励是否限制，判断了发电机功角是否越限、铁心温度是否超温，判断低压母线是否过低。最后，综合分析给出最终结论。
本申请的特点在于：
对母线电压、AVC系统减磁闭锁、AVR装置低励限制动作、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角和铁芯温度进行实时监测，用于AVC系统运行状态的评估。
依据电网运行要求，确定母线电压的分时段边界函数。
实时监测母线电压，根据监测时刻确定监测时段，根据监测时段查找电压边界范围，如果监测电压在电压边界范围内，判定“电压调节正常”。如果监测电压在电压边界范围外，判定“电压调节异常”。
实时监测“AVC系统减磁闭锁”，当“AVC系统减磁闭锁”信号为0时，判定“AVC系统调节正常”。当“AVC系统减磁闭锁”信号为1时，判定“AVC系统调节异常”。
将AVC系统每天动作次数与平均动作次数和有效调节区间系数的乘积进行比较，判断AVC系统动作是否过于频繁。
无功分配系数为单位容量机组无功调节平均值与最大值的比值，将测量计算的无功分配系数与设定的有效无功分配系数进行比较，评估各机组无功功率分配是否合理。
实时监测发电机有功功率P1和无功功率Q1，根据AVR装置低励限制的有功-无功性能曲线计算对应有功功率为P1时无功功率限制值为Q0＝f(P1)。当Q1>Q0时，判定“AVR装置调节正常”；当Q1≤Q0时，判定“AVR装置低励限制”。
实时监测发电机功角，当功角≤70°时，判定“发电机功角正常”；当功角>70°时，判定“发电机功角限制”。
实时监测发电机铁芯温度，当铁芯温度≤120°时，判定“发电机铁芯温度正常”；当铁芯温度>120°时，判定“发电机铁芯温度限制”。
实时监测厂用电压，当厂用电压>360V时，判定“厂用电压正常”；当厂用电压≤360V时，判定“厂用电压限制”。
评估方法的实施要点如下：
(1)、AVC系统状态监测的运行参数包括：母线电压、AVC系统减磁闭锁、AVR装置低励限制动作、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角和铁芯温度。
(2)、根据电网运行要求，确定母线电压的分时段边界函数。(0时-4时)和(22时-24时)为低谷时段，低谷电压为(226kV-229kV)和(519kV-524kV)；(8时-12时)和(15时-21时)为高峰时段，高峰电压为(229kV-232kV)和(520kV-527kV)；(5时-7时)和(13时-14时)为平峰时段，平峰电压为(229kV-232kV)和(520kV-526kV)。
实时监测母线电压，根据监测时刻确定监测时段，根据监测时段查找电压边界范围，如果监测电压在电压边界范围内，判定“电压调节正常”。如果监测电压在电压边界范围外，判定“电压调节异常”。
(3)、在“电压调节异常”的情况下，继续判断AVC系统运行状态。
第一步，评估AVC系统减磁功能运行状态。
当AVC系统“AVC系统减磁闭锁”信号为0时，判定“AVC系统调节正常”。
当AVC系统“AVC系统减磁闭锁”信号为1时，判定“AVC系统调节异常”。
第二步，评估AVC系统调节频率是否正常。
当AVC系统频繁调节时，容易损坏继电器，造成继电器接点粘连，引起下位机误调节，因此有必要对调节频率进行评估。
实时统计AVC系统每天发出增磁、减磁指令的次数为Ni,定义AVC系统每天调节的平均次数为N0，定义AVC系统有效调节区间系数为K。
Figure BDA0002465757300000111
式1中，N0的含义为AVC系统每天调节的平均次数，单位为次；i的含义为第几天，单位为天；N的含义为总天数，单位为天；Ni的含义为AVC系统第i天发出增磁和减磁指令的次数，单位为次。将AVC系统每天动作次数与平均动作次数和有效调节区间系数的乘积进行比较，判断AVC系统动作是否过于频繁。
当Ni>K1*N0时，判定“AVC系统调节频繁”。其中，K1的含义为AVC系统有效调节区间阈值系数，为一个比例系数，无单位。
当Ni≤K1*N0时，判定“AVC系统调节正常”。
第三步，评估各机组无功分配是否合理。
具有多台机组的发电厂由于建设时间、增容改造等原因会造成机组容量不一致，或者地区电网对于电厂的无功出力有要求，希望电厂多发无功。这种情况下就要根据实际情况，评估各机组无功分配策略是否合理，最大限度发挥机组无功调节能力。
测量某次调节过程中第j台机组无功功率调节值为Qj，额定无功功率为Sj，定义实测无功分配系数为单位容量机组无功调节平均值与最大值的比值M1，在程序中设定有效无功分配阈值系数为M0。
Figure BDA0002465757300000112
式2中，M1的含义为实测无功分配系数,为一个比例系数，无单位；j的含义为第几台机组，单位为台；M的含义为机组总台数，单位为台；Qj的含义为测量一次调节过程中第j台机组无功功率的调节值，单位为MVar；Sj的含义为第j台机组无功功率的额定值，单位为MVar。将测量计算的无功分配系数与设定的有效无功分配系数进行比较，评估各机组无功功率分配是否合理。
当M1>M0时，判定“AVC系统调节正常”。其中M0的含义为程序设定的有效无功分配阈值系数，为一个比例系数，无单位。
当M1≤M0时，判定“AVC无功分配异常”。
(4)、在“电压调节异常”和“AVC系统调节异常”的情况下，继续判断AVR装置运行状态。收集发电机进相试验数据，经修正后拟合出AVR装置低励限制的有功-无功性能曲线为Q＝f(P)。其中，Q为无功功率，单位为MVar；P为有功功率，单位为MW；f为频率，单位为Hz。
实时监测发电机有功功率和无功功率，分别为P1，Q1，根据AVR装置低励限制的有功-无功性能曲线计算对应有功功率为P1时无功功率限制值为Q0＝f(P1)。其中，P1为实测发电机有功功率，单位为MW；Q0是当有功功率为P1时的无功功率限制值，单位为MVar；Q1为实测单位为实测发电机无功功率，单位为MVar。
当Q1>Q0时，判定“AVR装置调节正常”。
当Q1≤Q0时，判定“AVR装置低励限制”。
(5)、在“电压调节异常”、“AVC系统调节异常”和“AVR装置低励限制”的情况下，进一步判断发电机功角、发电机铁芯温度、厂用电压等外围设备运行状态。
首先判断发电机功角状态，根据发电机运行经验设定发电机运行极限功角为70°。
实时监测发电机功角，当功角≤70°时，判定“发电机功角正常”。
当功角>70°时，判定“发电机功角限制”。
然后判断发电机铁芯温度状态。发电机铁芯温度状态与发电机端部漏磁通密切相关，发电机端部漏磁通是由转子和定子的漏磁通合成的，它是一个随转子同速旋转的旋转合成磁场。该旋转漏磁场磁通在切割静止的定子端部各金属结构件时，就会在其中感应涡流和磁滞损耗，引起发热。特别是定子端部铁心、压指、压环等磁阻较小的部件，因通过的磁通多，在局部冷却强度不足时，就会出现局部温升过高的现象。发电机由滞相变为进相运行时，端部合成磁通随之显著增大，端部元件的温升也显著增大，甚至越限，成为限制AVC系统运行的条件之一。
根据发电机运行经验设定发电机铁芯极限温度为120°，实时监测发电机铁芯温度。
当铁芯温度≤120°时，判定“发电机铁芯温度正常”。
当铁芯温度>120°时，判定“发电机铁芯温度限制”。
最后判断厂用电压状态，发电机厂用电一般取自来自发电机出口。进相运行时，发电机由向系统发出无功变为吸收无功。由于实际系统不可能为无穷大系统，不能维持机端电压为恒定，即运行时发电机机端电压与厂用电电压要降低，厂用系统的电动机运行状态变差：出力下降，滑差增大，电流增大，可能造成电动机和厂变过流。
根据实际运行经验设定发电厂厂用极限电压为360V，实时监测厂用电压。
当厂用电压>360V时，判定“厂用电压正常”；
当厂用电压≤360V时，判定“厂用电压限制”。
依据对母线电压、AVC系统减磁闭锁、AVR装置低励限制动作、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角和铁芯温度的分析，得出AVC运行状态的总体结论，供运行人员参考。
本方法采用的数据容易测量，结构简单，监测判断方法可靠易行，便于在各个电厂的现场实施。
本申请保密运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：
对AVC系统的日常运行状态进行监测，并给出了AVC系统运行状态偏离正常运行区域时的判断准则。为避免实际电网运行时因主导节点无法控制而导致的区域失控问题，本申请的主要目标是在常见AVC系统运行参数的基础上，提供一种基于WAMS数据的AVC系统运行状态分时段在线评估方法，并对AVC系统运行异常提出判断的准则。
本评估方法采用WAMS系统技术，依托电力调度控制中心现有的数据，对AVC系统运行状态进行评估。本方法采用的数据容易测量，结构简单，监测判断方法可靠易行，便于在各个电厂的现场实施。
该技术方案可以保证电网电压质量，安全稳定运行。AVC系统的可靠运行需要高度发达的通信网络和自动化系统。与AGC不同的是，变压器分接头，电容(抗)器的无功调节无法做到均匀调节，因此无法建立全网统一的电压标准，而只能以本地测量电压为依据，分散量测误差给优化结果带来了一定影响。通过AVC系统运行状态分时段在线评估，可以实现电网电压质量的精确控制。
该技术方案可以解放劳动力，提高劳动生产率。传统的AVC系统运行评估主要依靠运行人员根据电压曲线全天24小时监视及控制，不仅耗费大量的时间及精力，也不能确保及时调控，系统上线运行后，AVC评估任务全部由系统自动完成，极大地减轻了变电运行人员的工作量，解放出的劳动力可以集中精力处理其他业务，提高了劳动生产率，对安全生产也极为重要。
该技术方案可以提高电网的功率因数，确保电网经济运行。通过实时在线评估和自动对发电机无功出力进行实时跟踪调控，合理协调大机组无功出力分配，有效地控制区域电网无功的合理流动，增强电力系统运行的稳定性和安全性，提高电能质量，改善电网整体供电水平，降低网损，充分发挥电网的经济效益。

Claims (10)

1.一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：判断母线电压是否超界，得到电压调节正常或电压调节异常的结论；在电压调节异常的情况下，继续判断AVC系统运行状态，得到AVC系统调节正常或AVC系统调节异常的结论；在电压调节异常和AVC系统调节异常的情况下，继续判断AVR装置运行状态，得到AVR装置调节正常或AVR装置低励限制的结论；在电压调节异常、AVC系统调节异常和AVR装置低励限制的情况下，进一步判断发电机功角、发电机铁芯温度和厂用电压的状态；根据上述结论和状态得到AVC系统运行状态的评估结论。
2.根据权利要求1所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体包括S1获取WAMS系统中的数据，依托WAMS系统平台实时监测并获取母线电压、AVC系统减磁闭锁、AVR装置低励限制动作、发电机有功功率、无功功率、厂用电压、功角和铁芯温度的数据。
3.根据权利要求2所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体还包括S2判断母线电压是否超界、S3判断AVC调节是否正常和S4判断AVC系统动作是否过于频繁的步骤，
S2判断母线电压是否超界，当监测电压在电压边界范围内，判定“电压调节正常”；当监测电压在电压边界范围外，判定“电压调节异常”，执行S3步骤；
S3判断AVC调节是否正常，当“AVC系统减磁闭锁”信号为0时，判定“AVC系统调节正常”；当“AVC系统减磁闭锁”信号为1时，判定“AVC系统减磁异常”，执行S4步骤；
S4判断AVC系统动作是否过于频繁，当AVC系统每天动作次数大于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节频繁”；当AVC系统每天动作次数小于等于平均动作次数和有效调节区间系数的乘积，判定“AVC系统调节正常”。
4.根据权利要求3所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体还包括S5判断各机组无功功率分配是否合理，当判定“AVC系统调节频繁”时执行步骤S5，当测量计算的无功分配系数大于设定的有效无功分配系数，判定“AVC系统调节正常”；当测量计算的无功分配系数小于等于设定的有效无功分配系数，判定“机组无功功率分配不合理”。
5.根据权利要求4所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体还包括S6判断AVR装置是否低励限制，当判定“机组无功功率分配不合理”时执行步骤S6，当实测无功功率Q1大于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置调节正常”；当实测无功功率Q1小于等于无功功率限制值Q0时，判定“AVR装置低励限制”。
6.根据权利要求5所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体还包括S7判断发电机功角是否越限，当判定“AVR装置低励限制”时执行步骤S7，当功角≤70°时，判定“发电机功角正常”；当功角>70°时，判定“发电机功角限制”。
7.根据权利要求6所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体还包括S8判断发电机铁芯温度是否超限，当判定“AVR装置低励限制”时执行步骤S8，当铁芯温度≤120°时，判定“发电机铁芯温度正常”；当铁芯温度>120°时，判定“发电机铁芯温度限制”。
8.根据权利要求7所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体还包括S9判断厂用电压是否超限，当判定“AVR装置低励限制”时执行步骤S9，当厂用电压>360V时，判定“厂用电压正常”；当厂用电压≤360V时，判定“厂用电压限制”。
9.根据权利要求8所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：步骤具体还包括S10总结，根据上述步骤中的判断结果，判断AVC系统运行是否正常。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的一种AVC系统运行状态分时段在线评估方法，其特征在于：通过服务器获取WAMS系统中的数据并运行该方法。
CN202010333363.2A 2020-04-24 2020-04-24 一种avc系统运行状态分时段在线评估方法 Active CN111555294B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010333363.2A CN111555294B (zh) 2020-04-24 2020-04-24 一种avc系统运行状态分时段在线评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010333363.2A CN111555294B (zh) 2020-04-24 2020-04-24 一种avc系统运行状态分时段在线评估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111555294A CN111555294A (zh) 2020-08-18
CN111555294B true CN111555294B (zh) 2021-08-17

Family

ID=72007650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010333363.2A Active CN111555294B (zh) 2020-04-24 2020-04-24 一种avc系统运行状态分时段在线评估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111555294B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101710738B (zh) * 2009-12-09 2013-03-27 中国电力科学研究院 一种发电厂子站的自动电压控制系统
CN103475002B (zh) * 2013-08-20 2016-08-10 国家电网公司 一种基于avc的电压稳定控制方法
CN110829449A (zh) * 2019-11-21 2020-02-21 贵州电网有限责任公司 一种avc运行故障分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111555294A (zh) 2020-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sun et al. Review of challenges and research opportunities for voltage control in smart grids
CN107834567B (zh) 特高压直流换流站与近区发电厂的无功电压协调控制方法
Salih et al. On coordinated control of OLTC and reactive power compensation for voltage regulation in distribution systems with wind power
CN107317345B (zh) 一种电解类负荷参与孤立电网频率控制的方法
US20150310366A1 (en) Security region based security-constrained economic dispatching method
CN103248056B (zh) 一种风电场集中并网地区的无功电压紧急控制方法
AU2013101461A4 (en) Grid stability control system and method
CN106099951A (zh) 用于微网型联合发电系统的负荷切除方法及装置
CN109546677B (zh) 一种规模化海上风电柔性送出系统安全控制策略求解方法
Zhang et al. Smoothing tie-line power fluctuations for industrial microgrids by demand side control: An output regulation approach
CN103151795A (zh) 降低风机损耗的分散式风电场无功优化控制方法及系统
Jain et al. Review of load frequency control methods, Part-I: Introduction and pre-deregulation scenario
Dragosavac et al. Coordinated reactive power-voltage controller for multimachine power plant
CN107769218A (zh) 一种配电网无功电压的综合协调控制策略
CN104638638A (zh) 一种用于大电网的在线安全稳定趋势分析方法
CN110718933A (zh) 一种多层次协调的风储孤网系统功率平衡控制策略
CN106786714B (zh) 一种异步电网直流闭锁动态频率监测与安全校核方法
CN111555294B (zh) 一种avc系统运行状态分时段在线评估方法
CN106100141B (zh) 电站有功功率和无功功率自动控制系统
CN111697632B (zh) 基于自动电压控制子站的发电机无功控制方法及装置
Cai et al. Multi-objective Dynamic Reactive Power Optimization Based on OLTC and Reactive Power Compensation
Hengxian et al. Optimization model of high-frequency second defense line of generator tripping based on frequency safety constraints
CN111509739A (zh) 一种电网频率控制方法及系统
Chen et al. System stability and control technologies after large-scale wind power integration
Joo et al. Model predictive control of flexible demand for voltage support in unbalanced distribution systems

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant