CN112952849B - 无功电压的控制方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

无功电压的控制方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无功电压的控制方法、装置、设备和存储介质，适用于电力系统技术领域，该方法包括：根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值；每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，得到预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据调节量控制预设分区的无功电压。采用本发明可以提高电力系统的电压稳定性。

Description

无功电压的控制方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种无功电压的控制方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)系统是实现电力系统安全、经济、优质运行的重要手段。AVC系统能够利用电力系统的电网实时运行数据，从全局优化的角度决策出最佳的无功电压控制方案，并自动将该无功电压控制方案下发给电厂以及下级电网调度机构执行，以稳定电力系统的电压。目前，各省级电网调度中心的AVC系统通常采用协调二级电压控制方法对包含发电厂的电力系统进行电压控制，其可以将该电力系统的电网自动划分为解耦的各个分区，然后以跟随该分区的母线电压为优化目标，分别配置每个分区内各种无功资源的控制策略。
然而，配置出的控制策略的控制效果较差，导致电力系统的电压稳定性较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种无功电压的控制方法、装置、设备和存储介质，以解决现有技术中电力系统的电压稳定性较低的问题。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明实施例的第一方面提供了一种无功电压的控制方法，该方法包括：
获取电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值；
根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值；
每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，得到预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据调节量控制预设分区的无功电压。
可选的，根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值，包括：
根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值，以及母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的模拟电压上限值和模拟电压下限值；
根据预设波动率，对模拟电压上限值和模拟电压下限值进行校正，得到运行电压上限值和运行电压下限值；
其中，目标第二预设时段对应的模拟电压上限值为目标第二预设时段对应的设定电压上限值和目标第二预设时段对应的最大的历史电压上限值中较小的值，目标第二预设时段对应的模拟电压下限值为目标第二预设时段对应的设定电压下限值和目标第二预设时段对应的最小的历史电压下限值中较大的值。
可选的，根据预设波动率，对模拟电压上限值和模拟电压下限值进行校正，得到运行电压上限值和运行电压下限值，包括：
获取母线的电压基准值；
根据电压基准值和预设波动率，得到母线的波动阈值；
如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值大于或者等于波动阈值，则将模拟电压上限值与第一数值的差值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值与第一数值的和值作为运行电压下限值；
如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值小于波动阈值，则将模拟电压上限值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值作为运行电压下限值；
其中，第一数值为第二数值与预设比例的乘值，第二数值为模拟电压上限值与模拟电压下限值的差值减去波动阈值后所得的数值，预设比例大于0并且小于1。
可选的，第一预设时段为当前日期的下一天的0时至24时，预设历史天数为下一天的前30天，第二预设时段为每小时的0分钟至15分钟、16分钟至30分钟、31分钟至45分钟或46分钟至60分钟。
可选的，预设协调二级电压控制模型的目标函数为：
其中，Vp表示母线的当前电压，表示母线的电压基准值，Cg为母线的无功电压灵敏度矩阵，ΔQg表示发电机无功出力的调节量，Wp和Wq为权重系数，α为增益系数，Θg为无功裕度向量；
预设协调二级电压控制模型的约束条件为：
其中，C0至C3分别为约束条件，Cvg表示发电机高压侧母线的无功电压灵敏度矩阵，表示发电机高压侧母线允许的单步最大调整量，VH表示发电机高压侧母线的当前电压，/>和/>分别表示发电机高压侧母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示中枢母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示发电机无功下限值、无功上限值。
本发明实施例的第二方面提供了一种无功电压的控制装置，该装置包括：
获取模块，用于获取电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值；
确定模块，用于根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值；
控制模块，用于每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，得到预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据调节量控制预设分区的无功电压。
可选的，确定模块，还用于：
根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值，以及母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的模拟电压上限值和模拟电压下限值；
根据预设波动率，对模拟电压上限值和模拟电压下限值进行校正，得到运行电压上限值和运行电压下限值；
其中，目标第二预设时段对应的模拟电压上限值，为目标第二预设时段对应的设定电压上限值和目标第二预设时段对应的最大的历史电压上限值中较小的值，目标第二预设时段对应的模拟电压下限值为目标第二预设时段对应的设定电压下限值和目标第二预设时段对应的最小的历史电压下限值中较大的值。
可选的，确定模块，还用于：
获取母线的电压基准值；
根据电压基准值和预设波动率，得到母线的波动阈值；
如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值大于或者等于波动阈值，则将模拟电压上限值与第一数值的差值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值与第一数值的和值作为运行电压下限值；
如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值小于波动阈值，则将模拟电压上限值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值作为运行电压下限值；
其中，第一数值为第二数值与预设比例的乘值，第二数值为模拟电压上限值与模拟电压下限值的差值减去波动阈值后所得的数值，预设比例大于0并且小于1。
可选的，第一预设时段为当前日期的下一天的0时至24时，预设历史天数为下一天的前30天，第二预设时段为每小时的0分钟至15分钟、16分钟至30分钟、31分钟至45分钟或46分钟至60分钟。
可选的，预设协调二级电压控制模型的目标函数为：
其中，Vp表示母线的当前电压，表示母线的电压基准值，Cg为母线的无功电压灵敏度矩阵，ΔQg表示发电机无功出力的调节量，Wp和Wq为权重系数，α为增益系数，Θg为无功裕度向量；
预设协调二级电压控制模型的约束条件为：
其中，C0至C3分别为约束条件，Cvg表示发电机高压侧母线的无功电压灵敏度矩阵，表示发电机高压侧母线允许的单步最大调整量，VH表示发电机高压侧母线的当前电压，/>和/>分别表示发电机高压侧母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示中枢母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示发电机无功下限值、无功上限值。
本发明实施例的第三方面提供了一种电力设备，包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
与现有技术相比，本发明实施例可以每隔预设周期，将当前时刻对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，进而可以得到预设分区的发电机无功出力的调节量，然后根据该调节量，可以控制预设分区的无功电压。由于当前时刻对应的运行电压上限值和运行电压下限值，是根据电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率确定的，因此，上述确定的运行电压上限值和运行电压下限值，与人工设定的运行上限值和运行下限值相比，更加贴近实际的母线电压波动情况，更加精确。如此，基于该更加精确的运行电压上限值和运行电压下限值，可以配置出控制效果更好的控制策略，进而可以提高电力系统的电压稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种无功电压的控制方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种无功电压的控制方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例提供的一种无功电压的控制装置的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电力设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如背景技术所描述的，各省级电网调度中心的AVC系统通常采用协调二级电压控制方法对包含发电厂的电力系统进行电压控制。具体的，AVC系统可以将某个电力系统的电网自动划分为解耦的各个分区，并在每个分区内选择若干母线，然后以跟随该分区的母线电压为优化目标，分别配置每个分区内各种无功资源的控制策略。
申请人发现，在以跟随该分区的母线电压为优化目标的优化过程中，需要预先设定出该分区的母线电压的运行上限值和运行下限值。目前，通常由运行人员设定上述运行上限值和运行下限值，例如在母线的额定电压的基础上，上浮或者下浮一定比例，如10％或5％。然而，由于不同变电站所带的负荷特性不同，与电厂的电气距离不同，每个变电站对应的母线电压的日常运行区间也不同，并且该日常运行区间还会随电网在不同季节的运行方式调整同步变化，因此，运行人员设定的运行上限值和运行下限值，往往与实际的母线电压波动情况出入较大，导致设定的运行上限值和运行下限值不够精确。
如此，基于不够精确的运行上限值和运行下限值，配置出的控制策略的控制效果较差，导致电力系统的电压稳定性较低。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种无功电压的控制方法、装置、设备和存储介质。下面首先对本发明实施例所提供的无功电压的控制方法进行介绍。
无功电压的控制方法的执行主体，可以是无功电压的控制装置，该无功电压的控制装置可以是任意电力系统中具备数据处理能力的电力设备，例如移动电子设备或者非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)等，本发明实施例不作具体限定。
如图1所示，本发明实施例提供的无功电压的控制方法包括以下步骤：
S110、获取电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值。
在一些实施例中，电力系统可以是任意一个电力系统，预设分区可以是将该电力系统的电网划分为解耦的各个分区中的任意一个分区。设定电压上限值和设定电压下限值可以是常规设定的电压上限值和电压下限值，例如上述提及的在母线的额定电压的基础上，上浮或者下浮一定比例。需要说明的是，由于母线电线随时处于波动状态，因此，设定电压上限值和设定电压下限值通常有多组，且与时间相关，例如，以15分钟为单位，每15分子设定一组设定电压上限值和设定电压下限值，如此，一天中可以有96组设定电压上限值和设定电压下限值。
在一些实施中，第一预设时段可以是当前日期的下一天的0时至24时，相应的，所有第二预设时段可以为每小时的0分钟至15分钟、16分钟至30分钟、31分钟至45分钟和46分钟至60分钟。
无功电压的控制装置，可以从电力系统对应的数据库中获取电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值。
S120、根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值。
在一些实施例中，预设历史天数可以是当前时刻之前的任意数量的天数，例如当前日期的前15天或者前30天。需要说明的是，当预设历史天数的数目较大时，其数据的全面性越高，相应的数据稳定性也越高；当预设历史天数的数目较小时，其数据的相关性越高，相应的数据参考价值也越高。
以预设历史天数为当前日期的前30天，第二预设时段为每小时中的0分钟至15分钟、16分钟至30分钟、31分钟至45分钟和46分钟至60分钟为例，母线在当前日期的前30天内的每一天中，将有96组历史电压上限值和历史电压下限值。
可选的，如图2所示，上述步骤S120的具体处理可以包括：
S210、根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值，以及母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的模拟电压上限值和模拟电压下限值。
在一些实施例中，无功电压的控制装置，可以获取母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，然后，无功电压的控制装置可以结合所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值，确定出母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的模拟电压上限值和模拟电压下限值。
以目标第二预设时段为例，该目标第二时段可以是任意一个第二预设时段，目标第二预设时段对应的模拟电压上限值，可以是目标第二预设时段对应的设定电压上限值和目标第二预设时段对应的最大的历史电压上限值中较小的值，如此，当目标第二预设时段对应的最大的历史电压上限值，小于目标第二预设时段对应的设定电压上限值时，可以将目标第二预设时段对应的最大的历史电压上限值作为相应的模拟电压上限值，从而可以解决由于设定电压上限值过大导致的不精确问题。
相应的，目标第二预设时段对应的模拟电压下限值，可以是目标第二预设时段对应的设定电压下限值和目标第二预设时段对应的所有历史电压下限值中较大的值。如此，当目标第二预设时段对应的最小的历史电压下限值，大于目标第二预设时段对应的设定电压下限值时，可以将目标第二预设时段对应的最小的历史电压下限值作为相应的模拟电压上限值，从而可以解决由于设定电压下限值过小导致的不精确问题。
S220、根据预设波动率，对模拟电压上限值和模拟电压下限值进行校正，得到运行电压上限值和运行电压下限值。
在一些实施例中，预设波动率可以设定为5％。
可选的，上述步骤S220的具体处理可以包括：获取母线的电压基准值；根据电压基准值和预设波动率，得到母线的波动阈值；如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值大于或者等于波动阈值，则将模拟电压上限值与第一数值的差值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值与第一数值的和值作为运行电压下限值；如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值小于波动阈值，则将模拟电压上限值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值作为运行电压下限值；
在一些实施例中，第一数值可以是第二数值与预设比例的乘值，其中，第二数值为模拟电压上限值与模拟电压下限值的差值减去波动阈值后所得的数值，预设比例可以是大于0并且小于1的比例，例如0.5。
S130、每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，得到预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据调节量控制预设分区的无功电压。
在一些实施例中，预设协调二级电压控制模型的目标函数为：
其中，Vp表示母线的当前电压，表示母线的电压基准值，Cg为母线的无功电压灵敏度矩阵，ΔQg表示发电机无功出力的调节量，Wp和Wq为权重系数，Wp和Wq的取值范围一般为0.1到1，α为增益系数，α的取值范围一般为0.1到1，Θg为无功裕度向量。
在一些实施例中，Θg可以有多个分类，以第i个分量为例，其表示方式如下:
其中，为发电机i的当前无功出力，/>为发电机i的无功出力的调节量，/>为发电机i的无功最大值，/>为发电机i的无功最小值，i为发电机的序号，||Θg||2为无功裕度向量集，||Θg||2不仅可以增加控制发电机的无功裕度，还可以促使各台发电机向无功出力更加均衡的方向发展。
在一些实施例中，预设协调二级电压控制模型的约束条件为：
其中，C0至C3分别为约束条件，Cvg表示发电机高压侧母线的无功电压灵敏度矩阵，表示发电机高压侧母线允许的单步最大调整量，VH表示发电机高压侧母线的当前电压，/>和/>分别表示发电机高压侧母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示中枢母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示发电机无功下限值、无功上限值。
如此，无功电压的控制装置在确定出母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值后，可以每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，从而可以得到预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据调节量控制预设分区的无功电压。
在本发明实施例中，可以每隔预设周期，将当前时刻对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，进而可以得到预设分区的发电机无功出力的调节量，然后根据该调节量，可以控制预设分区的无功电压。由于当前时刻对应的运行电压上限值和运行电压下限值，是根据电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率确定的，因此，上述确定的运行电压上限值和运行电压下限值，与人工设定的运行上限值和运行下限值相比，更加贴近实际的母线电压波动情况，更加精确。如此，基于该更加精确的运行电压上限值和运行电压下限值，可以配置出控制效果更好的控制策略，进而可以提高电力系统的电压稳定性。
为了更好的理解本发明实施例所提供的无功电压的控制方法，下面给出一种具体实现本发明实施例的实施方式。
(1)在每日的0时到来时，读取电力系统的每条母线，形成母线合集Z：Z＝{Bi}，其中，Bi为第i条母线。
(2)对母线合集Z中的全部母线，遍历如下步骤：
2-1)读取母线合集Z中第i母线Bi在0时至24时中n个第二预设时段的设定电压上限值集合以及设定电压下限值集合其中，n的取值范围为1-96，每个n代表一个第二预设时段，第二预设时段为15分钟；
2-2)读取当前日期前m天的母线i电压的n组历史电压上限值和历史电压下限值，m取30，形成如下合集：
2-3)遍历n，计算母线i的模拟电压上限值和模拟电压下限值的数据合集：
2-3-1)设置模拟电压上限值遍历m，若/>则/>
2-3-2)循环完成后，如果则/>如果/>则记录/>如果则/>
2-3-3)设置统计下限遍历m，若/>则/>
2-3-4)循环完成后，如果则/>如果/>则记录/>如果则/>
2-4)遍历完成后，形成数据合集：
(3)结合波动率要求，即上述预设波动率，对模拟电压上限值和模拟电压下限值进行校正：
3-1)遍历母线i，从电力系统中读取母线i的电压基准值Vi-base，设定母线i的电压阈值Vi-door＝Vi-base×0.05；
3-2)遍历n，根据(2)中得到的获取模拟电压上限值和所述模拟电压下限值的差值/>
3-2-1)如果则/>
3-2-2)如果则/>
3-3)形成母线i的运行电压上限值和运行电压下限值的数据合集：
(4)设定自动电压控制周期为Tc，例如5分子，在每个自动电压控制周期Tc到来时，记录到来时刻为t0：
4-1)确定预设协调二级电压控制模型的目标函数，表达式如下：
其中，Vp表示母线的当前电压，表示母线的电压基准值，Cg为母线的无功电压灵敏度矩阵，ΔQg表示发电机无功出力的调节量，Wp和Wq为权重系数，Wp和Wq的取值范围一般为0.1到1，α为增益系数，α的取值范围一般为0.1到1，Θg为无功裕度向量。
在一些实施例中，Θg可以有多个分类，以第i个分量为例，其表示方式如下:
其中，为发电机i的当前无功出力，/>为发电机i的无功出力的调节量，/>为发电机i的无功最大值，/>为发电机i的无功最小值，i为发电机的序号，||Θg||2为无功裕度向量集，||Θg||2不仅可以增加控制发电机的无功裕度，还可以促使各台发电机向无功出力更加均衡的方向发展。
4-2)确定预设协调二级电压控制模型的约束条件，表达式如下：
其中，C0至C3分别为约束条件，Cvg表示发电机高压侧母线的无功电压灵敏度矩阵，表示发电机高压侧母线允许的单步最大调整量，VH表示发电机高压侧母线的当前电压，/>和/>分别表示发电机高压侧母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示中枢母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示发电机无功下限值、无功上限值。
4-3)从3-3)中Vi hs和Vi ls中计算出和/>分别取代4-2)中C1的/>C2的和/>并对更新后的模型进行计算，得到发电机无功出力的调节量ΔQg，并下发发电厂AVC子站，以控制预设分区的无功电压；
4-4)当下一个自动电压控制周期到来时，重新返回步骤(4)，开始下一轮计算。
通过上述实施例，可以根据变电站在最近时期内的母线电压运行的实际范围，结合波动率控制要求自动计算母线电压上下限，除了能够保证基本的电压合格，还可以满足波动率控制的要求，同时可以通过在线自动滚动计算，自动适应电网运行方式的变化。如此，不仅可以提高电力系统的稳定性，还可以大幅降低人工编制电压控制上下限值的工作量。
基于上述实施例提供的无功电压的控制方法，相应地，本发明还提供了应用于该无功电压的控制方法的无功电压的控制装置的具体实现方式。请参见以下实施例。
如图3所示，提供了一种无功电压的控制装置，该装置包括：
获取模块310，用于获取电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值；
确定模块320，用于根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值；
控制模块330，用于每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，得到预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据调节量控制预设分区的无功电压。
可选的，确定模块320，还用于：
根据所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值，以及母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，确定母线在第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的模拟电压上限值和模拟电压下限值；
根据预设波动率，对模拟电压上限值和模拟电压下限值进行校正，得到运行电压上限值和运行电压下限值；
其中，目标第二预设时段对应的模拟电压上限值，为目标第二预设时段对应的设定电压上限值和目标第二预设时段对应的最大的历史电压上限值中较小的值，目标第二预设时段对应的模拟电压下限值为目标第二预设时段对应的设定电压下限值和目标第二预设时段对应的最小的历史电压下限值中较大的值。
可选的，确定模块320，还用于：
获取母线的电压基准值；
根据电压基准值和预设波动率，得到母线的波动阈值；
如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值大于或者等于波动阈值，则将模拟电压上限值与第一数值的差值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值与第一数值的和值作为运行电压下限值；
如果模拟电压上限值和模拟电压下限值的差值小于波动阈值，则将模拟电压上限值作为运行电压上限值，将模拟电压下限值作为运行电压下限值；
其中，第一数值为第二数值与预设比例的乘值，第二数值为模拟电压上限值与模拟电压下限值的差值减去波动阈值后所得的数值，预设比例大于0并且小于1。
可选的，第一预设时段为当前日期的下一天的0时至24时，预设历史天数为下一天的前30天，第二预设时段为每小时的0分钟至15分钟、16分钟至30分钟、31分钟至45分钟或46分钟至60分钟。
可选的，预设协调二级电压控制模型的目标函数为：
其中，Vp表示母线的当前电压，表示母线的电压基准值，Cg为母线的无功电压灵敏度矩阵，ΔQg表示发电机无功出力的调节量，Wp和Wq为权重系数，α为增益系数，Θg为无功裕度向量；
预设协调二级电压控制模型的约束条件为：
其中，C0至C3分别为约束条件，Cvg表示发电机高压侧母线的无功电压灵敏度矩阵，表示发电机高压侧母线允许的单步最大调整量，VH表示发电机高压侧母线的当前电压，/>和/>分别表示发电机高压侧母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示中枢母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为当前时刻所关联的第二预设时段对应的运行电压上限值、运行电压下限值，/>和/>分别表示发电机无功下限值、无功上限值。
在本发明实施例中，可以每隔预设周期，将当前时刻对应的运行电压上限值和运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，进而可以得到预设分区的发电机无功出力的调节量，然后根据该调节量，可以控制预设分区的无功电压。由于当前时刻对应的运行电压上限值和运行电压下限值，是根据电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、母线在预设历史天数内每一天中所有第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率确定的，因此，上述确定的运行电压上限值和运行电压下限值，与人工设定的运行上限值和运行下限值相比，更加贴近实际的母线电压波动情况，更加精确。如此，基于该更加精确的运行电压上限值和运行电压下限值，可以配置出控制效果更好的控制策略，进而可以提高电力系统的电压稳定性。
图4为实现本发明各个实施例的一种电力设备的硬件结构示意图。
电力设备可以包括处理器401以及存储有计算机程序指令的存储器402。
具体地，上述处理器401可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器402可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器402可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器402可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器402可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器402是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器402包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器401通过读取并执行存储器402中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种无功电压的控制方法实施例。
在一个示例中，电力设备还可包括通信接口403和总线410。其中，如图4所示，处理器401、存储器402、通信接口403通过总线410连接并完成相互间的通信。
通信接口403，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线410包括硬件、软件或两者，将电力设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线410可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述无功电压的控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无功电压的控制方法，其特征在于，包括：
获取电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值；
根据所述所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值、所述母线在预设历史天数内每一天中所有所述第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定所述母线在所述第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值；
每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的所述运行电压上限值和所述运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，得到预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据所述调节量控制预设分区的无功电压；
所述根据所述所有第二预设时段分别对应的所述设定电压上限值和所述设定电压下限值、所述母线在预设历史天数内每一天中所有所述第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定所述母线在所述第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值，包括：
根据所述所有第二预设时段分别对应的所述设定电压上限值和所述设定电压下限值，以及所述母线在预设历史天数内每一天中所有所述第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，确定所述母线在所述第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的模拟电压上限值和模拟电压下限值；根据所述预设波动率，对所述模拟电压上限值和所述模拟电压下限值进行校正，得到所述运行电压上限值和所述运行电压下限值；其中，所述第二预设时段对应的模拟电压上限值，为所述第二预设时段对应的设定电压上限值和所述第二预设时段对应的最大的历史电压上限值中较小的值，所述第二预设时段对应的模拟电压下限值为所述第二预设时段对应的设定电压下限值和所述第二预设时段对应的最小的历史电压下限值中较大的值；
所述根据所述预设波动率，对所述模拟电压上限值和所述模拟电压下限值进行校正，得到所述运行电压上限值和所述运行电压下限值，包括：
获取所述母线的电压基准值；根据所述电压基准值和所述预设波动率，得到所述母线的波动阈值；如果所述模拟电压上限值和所述模拟电压下限值的差值大于或者等于所述波动阈值，则将所述模拟电压上限值与第一数值的差值作为所述运行电压上限值，将所述模拟电压下限值与所述第一数值的和值作为所述运行电压下限值；如果所述模拟电压上限值和所述模拟电压下限值的差值小于所述波动阈值，则将所述模拟电压上限值作为所述运行电压上限值，将所述模拟电压下限值作为所述运行电压下限值；其中，所述第一数值为第二数值与预设比例的乘值，所述第二数值为所述模拟电压上限值与所述模拟电压下限值的差值减去所述波动阈值后所得的数值，所述预设比例大于0并且小于1。
2.如权利要求1所述的无功电压的控制方法，其特征在于，所述第一预设时段为当前日期的下一天的0时至24时，所述预设历史天数为所述下一天的前30天，所述第二预设时段为每小时的0分钟至15分钟、16分钟至30分钟、31分钟至45分钟或46分钟至60分钟。
3.如权利要求1至2任一项所述的无功电压的控制方法，其特征在于，所述预设协调二级电压控制模型的目标函数为：
其中，Vp表示所述母线的当前电压，表示所述母线的电压基准值，Cg为所述母线的无功电压灵敏度矩阵，ΔQg表示所述发电机无功出力的调节量，Wp和Wq为权重系数，α为增益系数，Θg为无功裕度向量；
所述预设协调二级电压控制模型的约束条件为：
其中，C0至C3分别为约束条件，Cvg表示发电机高压侧母线的无功电压灵敏度矩阵，表示发电机高压侧母线允许的单步最大调整量，VH表示发电机高压侧母线的当前电压，/>和/>分别表示发电机高压侧母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为所述当前时刻所关联的第二预设时段对应的所述运行电压上限值、所述运行电压下限值，/>和/>分别表示中枢母线的电压下限值、电压上限值，/>和/>的取值分别为所述当前时刻所关联的第二预设时段对应的所述运行电压上限值、所述运行电压下限值，/>和分别表示发电机无功下限值、无功上限值。
4.一种无功电压的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电力系统的预设分区的母线在第一预设时段中的所有第二预设时段分别对应的设定电压上限值和设定电压下限值；
确定模块，用于根据所述所有第二预设时段分别对应的所述设定电压上限值和所述设定电压下限值、所述母线在预设历史天数内每一天中所有所述第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，以及预设波动率，确定所述母线在所述第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的运行电压上限值和运行电压下限值；
控制模块，用于每隔预设周期，将当前时刻所关联的第二预设时段对应的所述运行电压上限值和所述运行电压下限值输入至预设协调二级电压控制模型，得到所述预设分区的发电机无功出力的调节量，并根据所述调节量控制所述预设分区的无功电压；
所述确定模块，还用于：
根据所述所有第二预设时段分别对应的所述设定电压上限值和所述设定电压下限值，以及所述母线在预设历史天数内每一天中所有所述第二预设时段分别对应的历史电压上限值和历史电压下限值，确定所述母线在所述第一预设时段中所有第二预设时段分别对应的模拟电压上限值和模拟电压下限值；根据所述预设波动率，对所述模拟电压上限值和所述模拟电压下限值进行校正，得到所述运行电压上限值和所述运行电压下限值；其中，所述第二预设时段对应的模拟电压上限值，为所述第二预设时段对应的设定电压上限值和所述第二预设时段对应的最大的历史电压上限值中较小的值，所述第二预设时段对应的模拟电压下限值为所述第二预设时段对应的设定电压下限值和所述第二预设时段对应的最小的历史电压下限值中较大的值；
所述确定模块，还用于：
获取所述母线的电压基准值；根据所述电压基准值和所述预设波动率，得到所述母线的波动阈值；如果所述模拟电压上限值和所述模拟电压下限值的差值大于或者等于所述波动阈值，则将所述模拟电压上限值与第一数值的差值作为所述运行电压上限值，将所述模拟电压下限值与所述第一数值的和值作为所述运行电压下限值；如果所述模拟电压上限值和所述模拟电压下限值的差值小于所述波动阈值，则将所述模拟电压上限值作为所述运行电压上限值，将所述模拟电压下限值作为所述运行电压下限值；其中，所述第一数值为第二数值与预设比例的乘值，所述第二数值为所述模拟电压上限值与所述模拟电压下限值的差值减去所述波动阈值后所得的数值，所述预设比例大于0并且小于1。
5.一种电力设备，其特征在于，包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
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