CN111817308B - 一种基于avc的无功调节有效性判断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种基于AVC的无功调节有效性判断方法，包括：S1.实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，记录初始数值；S2.判断主变变高无功功率是否越限，若是，生成无功调节策略命令并被执行，否则，返回步骤S1；S3.计算无功调节前后主变变高无功功率的差值△Q；S4.判断|△U|是否大于基准值，若是，执行步骤S5，否则，AVC闭锁主变变高的无功调节；S5.判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致，若是，AVC无功调节有效；否则，闭锁主变变高的无功调节；本发明还提出一种基于AVC的无功调节有效性判断系统，克服主变变高无功功率数据未能及时上送时，变电站内主变变高无功功率过调的问题，确保电网的稳定运行。

Description

一种基于AVC的无功调节有效性判断方法及系统
技术领域
本发明涉及变电站无功调节有效性判断的技术领域，更具体地，涉及一种基于AVC的无功调节有效性判断方法及系统。
背景技术
AVC(Automatic Voltage Control)指的是电网的自动电压无功控制，目前，AVC已经广泛应用于电力调度自动化系统当中，负责对变电站无功及电压进行实时监视，并通过对变电站内主变档位的升降和电容/电抗器的投退操作，实现变电站电压、无功的控制与调节，保证电压和无功运行在合格的水平。
公开号为CN106353625A，公开日为2017年01月25日的中国专利中提出了一种变电站的电压无功调节效果检测方法和系统，该方法多次计算AVC无功调节对应的平均无功电压灵敏度值，实现对变电站无功调节效果的检测，具有较高的检测效率和检测效果，便于工作人员及时获取AVC对变电站电压无功调节的调节效果；但该技术方案是着重考虑的AVC电压无功调节之后的效果监测和分析，没有考虑实际基于AVC进行无功调节时，因为变电站与调度自动化系统通道传输速率慢，某一时段变电站需要上传的数据量较大，或者站内采集异常，导致调节后的变电站内主变变高无功功率数据未能及时上送到调度自动化系统中，则AVC可能会因为数据仍然处于越限状态，再次生成调节策略，并下发无功调节策略命令至变电站内，导致主变变高无功功率过度调节，一方面，造成无功功率在输电线路之间大量流动，增加线路的输电线损，降低输电效率，另一方面，可能造成110kV变电站向220kV变电站反送过多无功功率，降低供电可靠性。
因此，提出一种基于AVC的无功调节有效性判断方法及系统十分有必要。
发明内容
为克服AVC无功调节后的变电站内主变变高无功功率数据未能及时上送到调度自动化系统时，AVC对变电站内主变变高无功功率过调的问题，本发明提出一种基于AVC的无功调节有效性判断方法及系统，减轻无功功率在输电线路之间大量流动的现象，提高输电效率，保证电网稳定高效的运行。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种基于AVC的无功调节有效性判断方法，至少包括：
S1.通过AVC实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，获取第i台主变变高无功功率的初始数值Q1；
S2.判断第i台主变变高无功功率是否越限，若是，AVC生成无功调节策略命令，各变电站执行无功调节策略命令，否则，返回步骤S1；
S3.采集经无功调节策略调节后第i台主变变高无功功率的数值Q2，计算AVC无功调节策略调节前后第i台主变变高无功功率的差值△Q；
S4.判断|△Q|是否大于主变变高无功功率变化量判断基准值△Qk，△Qk的计算公式为：
△Qk＝C×50％
其中，△Qk表示主变变高无功功率变化量判断基准值；C表示电容/电抗器组的容量；若是，执行步骤S5，否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；
S5.根据△Q的大小判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致，若是，AVC无功调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节。
在此，若第i台主变变高无功功率未越限，则表明第i台主变变高的无功功率在系统允许的运行范围内，即不会引起AVC生成无功调节策略，不存在AVC因为接收数据的延迟性而产生多次生成无功调节策略的现象，因此，返回步骤S1，AVC继续实时监测各变电站主变变高无功功率的情况。另外，投退电容/电抗器组时的主变变高无功功率变化量判断基准值△Qk表示在无功调节策略命令被执行之后主变变高无功功率的变化量基准值，当判断出|△Q|大于投退电容/电抗器组时的主变变高无功功率变化量判断基准值△Qk时，表明主变变高无功功率经投退电容/电抗器组无功调节之后发生显著变化，因此，在满足AVC无功调节之后主变变高无功功率发生显著变化的条件后，进一步执行步骤S5，判断主变变高无功功率的变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致。
优选地，步骤S2所述判断第i台主变变高无功功率是否越限的方法为：当主变变高无功功率的数值Q满足：-2≤Q≤8时，第i台主变变高无功功率未越限，否则，第i台主变变高无功功率越限。
在此，当AVC实时监测到变电站主变变高无功功率低于-2MVar或高于8MVar时，变电站主变变高无功功率越限，AVC会根据实际运行情况生成无功调节策略，使得越限的主变变高无功功率在经过AVC无功调节之后，恢复到系统正常允许的运行范围内。
优选地，所述无功调节策略命令为投退电容/电抗器组；当AVC无功调节策略命令为投入电容/电抗器组时，电容/电抗器组的开关状态由分到合，当AVC无功调节策略命令为退出电容/电抗器组时，电容/电抗器组的开关状态由合到分。
优选地，步骤S3所述的AVC无功调节策略调节前后第i台主变变高无功功率的差值△Q计算公式为：
△Q＝Q2-Q1
其中，Q2为经AVC无功调节策略调节后第i台主变变高无功功率的数值；Q1为第i台主变变高无功功率的初始数值。
优选地，当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的电容器组时，投入电容器组，主变变高无功功率降低，若△Q小于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的电容器组时，退出电容器组，主变变高无功功率升高，若△Q大于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的投退电抗器组时，投入电抗器组，主变变高无功功率升高，若△Q大于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；退出电抗器组，主变变高无功功率降低，若△Q小于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节。
在此，经无功调节之后，若第i台主变变高无功功率同时满足无功功率发生显著变化且无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致的条件，则基于AVC的无功调节有效，AVC继续实时监测各变电站主变变高无功功率的情况；若不满足无功功率发生显著变化或不满足无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致的条件，即AVC对第i台主变变高无功功率的调节可能存在误调节现象，可能多次调节造成无功功率的变化结果与无功调节策略指令的期望效果相反，此时AVC将闭锁第i台主变变高的无功调节，仅对第i台主变变高无功功率的数据进行监测，不再发出无功调节策略指令，避免了由于变电站站内二次采集或远动通讯装置的通道缺陷，导致遥测变化数据不能及时上送调度自动化系统，AVC连续判断主变变高无功功率越限而生成多条无功调节策略，引起变电站主变变高无功功率过度调节，导致输电线路线损增大，无功倒送引起供电可靠性的问题发生。
本发明还提出一种基于AVC的电压调节有效性判断系统，用于实现基于AVC的无功调节有效性判断方法，所述系统包括：
调度自动化系统数据库，用于接收变电站远动传输装置传输的变电站实时运行数据，存储各变电站中各电容/电抗器组的容量参数C；
AVC，从调度自动化系统数据库中获取变电站实时运行数据，实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，生成无功调节策略指令，并判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致，生成无功调节闭锁指令；
若干个变电站远动传输装置，将变电站实时运行数据传输至调度自动化系统数据库，任意一个变电站远动传输装置内均设有无功调节策略指令执行单元和电压调节闭锁指令执行单元，分别用于执行AVC下发的无功调节策略指令及电压调节闭锁指令。
优选地，所述AVC上设有无功调节策略指令生成模块、无功调节闭锁指令生成模块及方向一致性判断模块，无功调节策略指令生成模块生成无功调节策略指令，无功调节策略指令传输至无功调节策略指令执行单元并被执行，各变电站主变变高无功功率改变，所述方向一致性判断模块判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种基于AVC的无功调节有效性判断方法及系统，通过AVC实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，若主变变高无功功率越限，则AVC生成无功调节策略命令，无功调节策略命令执行之后，首先根据无功功率变化值与主变变高无功功率变化量判断基准值的比较，即从该方面判断主变变高无功功率是否相对于主变变高无功功率变化量判断基准值发生了显著变化，然后再判断无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向是否一致，从而判断出AVC电压调节是否有效，以上两个判断条件若不满足，则AVC闭锁第i台主变变高的无功调节，不再发出无功调节策略指令，以避免AVC连续判断主变变高无功功率越限而生成多条无功调节策略，引起变电站主变变高无功功率过度调节，导致输电线路线损增大，无功倒送引起供电可靠性的问题发生，确保电网的稳定运行。
附图说明
图1表示本发明提出的基于AVC的无功调节有效性判断方法的流程图；
图2表示本发明提出的基于AVC的无功调节有效性判断系统的结构连接框图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示的基于AVC的无功调节有效性判断方法的流程图，参见图1，所述方法参包括：
S1.通过AVC实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，获取第i台主变变高无功功率的初始数值Q1；
S2.判断第i台主变变高无功功率是否越限，若是，AVC生成无功调节策略命令，各变电站执行无功调节策略命令，否则，返回步骤S1；
在本实施中，当主变变高无功功率的数值Q满足：-2≤Q≤8时，第i台主变变高无功功率未越限，否则，第i台主变变高无功功率越限；若第i台主变变高无功功率未越限，则表明第i台主变变高的无功功率在系统允许的范围内，即不会引起AVC生成无功调节策略，不存在AVC因为接收数据的延迟性而产生多次生成无功调节策略的现象，因此，返回步骤S1，AVC继续实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，而当AVC实时监测到变电站主变变高无功功率的数值低于-2MVar或高于8MVar时，变电站主变变高无功功率越限，AVC会根据实际运行情况生成无功调节策略，使得越限的变电站主变变高无功功率在经过AVC无功调节之后，恢复到系统正常允许的运行范围内。
在本实施例中，无功调节策略命令为投退电容/电抗器组；当AVC无功调节策略命令为投入电容/电抗器组时，电容/电抗器组的开关状态由分到合，当AVC无功调节策略命令为退出电容/电抗器组时，电容/电抗器组的开关状态由合到分。
S3.采集经无功调节策略调节后第i台主变变高无功功率的数值Q2，计算AVC无功调节策略调节前后第i台主变变高无功功率的差值△Q；AVC无功调节策略调节前后第i台主变变高无功功率的差值△Q计算公式为：
△Q＝Q2-Q1
其中，Q2为经AVC无功调节策略调节后第i台主变变高无功功率的数值；Q1为第i台主变变高无功功率的初始数值；
S4.判断|△Q|是否大于主变变高无功功率变化量判断基准值△Qk，△Qk的计算公式为：
△Qk＝C×50％
其中，△Qk表示主变变高无功功率变化量判断基准值；C表示电容/电抗器组的容量；若是，执行步骤S5，否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；
投退电容/电抗器组时的主变变高无功功率变化量判断基准值△Qk表示在无功调节策略命令被执行之后主变变高无功功率的变化量基准值，当判断出|△Q|大于投退电容/电抗器组时的主变变高无功功率变化量判断基准值△Qk时，表明主变变高无功功率经投退电容/电抗器组无功调节之后发生显著变化，因此，在满足AVC无功调节之后主变变高无功功率发生显著变化的条件后，进一步执行步骤S5，判断主变变高无功功率的变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致；
S5.根据△Q的大小判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致，若是，AVC无功调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；
其中，当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的电容器组时，投入电容器组，主变变高无功功率降低，若△Q小于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；退出电容器组，主变变高无功功率升高，若△Q大于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的投退电抗器组时，投入电抗器组，主变变高无功功率升高，若△Q大于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；退出电抗器组，主变变高无功功率降低，若△Q小于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC电压调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节。
经无功调节之后，若第i台主变变高无功功率同时满足无功功率发生显著变化且无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致的条件，则基于AVC的无功调节有效，AVC继续实时监测各变电站主变变高无功功率的情况；若不满足无功功率发生显著变化或不满足无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致的条件，即AVC对第i台主变变高无功功率的调节可能存在误调节现象，可能多次调节造成无功功率的变化结果与无功调节策略指令的期望效果相反，此时AVC将闭锁第i台主变变高的无功调节，仅对第i台主变变高无功功率的数据进行监测，不再发出无功调节策略指令，避免了由于变电站站内二次采集或远动通讯装置的通道缺陷，导致遥测变化数据不能及时上送调度自动化系统，AVC连续判断主变变高无功功率越限而生成多条无功调节策略，引起变电站主变变高无功功率过度调节，导致输电线路线损增大，无功倒送引起供电可靠性的问题发生。
为实现上述基于AVC的无功调节有效性判断方法，本发明实施例中还提出一种基于AVC的电压调节有效性判断系统，基于AVC的无功调节有效性判断系统的结构连接框图如图2所示，参见图2，所述系统包括：
调度自动化系统数据库1，用于接收变电站远动传输装置传输的变电站实时运行数据，存储各变电站中各电容/电抗器组的容量参数C；
AVC，在图2中的附图标记为2，从调度自动化系统数据库1中获取变电站实时运行数据，实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，生成无功调节策略指令，并判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致，生成无功调节闭锁指令；
若干个变电站远动传输装置3，将变电站实时运行数据传输至调度自动化系统数据库1，任意一个变电站远动传输装置内均设有无功调节策略指令执行单元和电压调节闭锁指令执行单元，分别用于执行AVC下发的无功调节策略指令及电压调节闭锁指令。
参见图2，AVC上设有无功调节策略指令生成模块21、无功调节闭锁指令生成模块22及方向一致性判断模块23，无功调节策略指令生成模块21生成无功调节策略指令，无功调节策略指令传输至无功调节策略指令执行单元31并被执行，各变电站主变变高无功功率改变，方向一致性判断模块23判断无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致。
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，至少包括：
S1.通过AVC实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，获取第i台主变变高无功功率的初始数值Q1；
S2.判断第i台主变变高无功功率是否越限，若是，AVC生成无功调节策略命令，各变电站执行无功调节策略命令，否则，返回步骤S1；
S3.采集经无功调节策略调节后第i台主变变高无功功率的数值Q2，计算AVC无功调节策略调节前后第i台主变变高无功功率的差值△Q；
S4.判断|△Q|是否大于主变变高无功功率变化量判断基准值△Qk，△Qk的计算公式为：
△Qk＝C×50％
其中，△Qk表示主变变高无功功率变化量判断基准值；C表示电容/电抗器组的容量；若是，执行步骤S5，否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；
S5.根据△Q的大小判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致，若是，AVC无功调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节。
2.根据权利要求1所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，步骤S2所述判断第i台主变变高无功功率是否越限的方法为：当主变变高无功功率的数值Q满足：-2≤Q≤8时，第i台主变变高无功功率未越限，否则，第i台主变变高无功功率越限，Q的单位为Mvar。
3.根据权利要求2所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，所述无功调节策略命令为投退电容/电抗器组；当AVC无功调节策略命令为投入电容/电抗器组时，电容/电抗器组的开关状态由分到合。
4.根据权利要求3所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，当AVC无功调节策略命令为退出电容/电抗器组时，电容/电抗器组的开关状态由合到分。
5.根据权利要求1所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，步骤S3所述的AVC无功调节策略调节前后第i台主变变高无功功率的差值△Q计算公式为：
△Q＝Q2-Q1
其中，Q2为经AVC无功调节策略调节后第i台主变变高无功功率的数值；Q1为第i台主变变高无功功率的初始数值。
6.根据权利要求4所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的电容器组时，投入电容器组，主变变高无功功率降低，若△Q小于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC无功调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节。
7.根据权利要求6所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的电容器组时，退出电容器组，主变变高无功功率升高，若△Q大于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC无功调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节。
8.根据权利要求7所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，当AVC无功调节策略命令为投退电容/电抗器组中的投退电抗器组时，投入电抗器组，主变变高无功功率升高，若△Q大于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC无功调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节；退出电抗器组，主变变高无功功率降低，若△Q小于0，则主变变高无功功率变化方向与AVC无功调节策略命令的方向一致，AVC无功调节有效；否则，AVC闭锁第i台主变变高的无功调节。
9.一种基于AVC的无功调节有效性判断系统，所述系统用于实现权利要求5所述的基于AVC的无功调节有效性判断方法，其特征在于，所述系统包括：
调度自动化系统数据库，用于接收变电站远动传输装置传输的变电站实时运行数据，存储各变电站中各电容/电抗器组的容量参数C；
AVC，从调度自动化系统数据库中获取变电站实时运行数据，实时监测各变电站主变变高无功功率的情况，生成无功调节策略指令，并判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致，生成无功调节闭锁指令；
若干个变电站远动传输装置，将变电站实时运行数据传输至调度自动化系统数据库，任意一个变电站远动传输装置内均设有无功调节策略指令执行单元和无功调节闭锁指令执行单元，分别用于执行AVC下发的无功调节策略指令及无功调节闭锁指令。
10.根据权利要求9所述的基于AVC的无功调节有效性判断系统，其特征在于，所述AVC上设有无功调节策略指令生成模块、无功调节闭锁指令生成模块及方向一致性判断模块，无功调节策略指令生成模块生成无功调节策略指令，无功调节策略指令传输至无功调节策略指令执行单元并被执行，各变电站主变变高无功功率改变，所述方向一致性判断模块判断主变变高无功功率变化方向是否与AVC无功调节策略命令的方向一致。
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