CN115459281A - 一种电压稳定调节系统及其控制方法 - Google Patents

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王晶晶
高迪雅
白昕
范雨晴
贾雨龙
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    • H02J3/241—The oscillation concerning frequency

Abstract

本发明公开了一种电压稳定调节系统及其控制方法，该系统是通过考虑多预想故障的静态电压稳定预防控制方法实现的，包括有就地控制模式、集中控制模式以及区域控制模式；就地控制模式，控制装置设置在各个厂站，彼此之间不进行信息交换，根据各厂站的就地信息进行切换和判断，解决本厂站的问题；集中控制模式，在调度中心设置有总控，对系统运行状态进行实时检测，根据系统的运行状态制定相应的控制策略表，发出控制命令并实施对整个系统的安全稳定控制。本发明在使用的过程中，采用静态电压稳定裕度指标衡量系统的静态电压稳定水平，通过减少故障前线路上的功率来提高系统预想故障集合下的静态电压稳定裕度，大大的提高了计算速度。

Description

一种电压稳定调节系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电压调节技术领域，尤其涉及一种电压稳定调节系统及其控制方法。
背景技术
电力作为当今社会的主要能源，与人们的生活和经济建设密切相关。电力系统的主要任务是为用户提供不间断、电压和频繁的电能。其性能指标主要包括安全性、可靠性和稳定性；电力系统可靠性是指满足要求的长期运行概率。它表明长期和持续地向用户提供充足电力服务的能力。安全是指在不中断电源的情况下，电力系统中可能发生的概率的风险程度。稳定性是指电力系统在受到干扰后保持完整运行的可持续性。如果供电系统不稳定，往往会导致大规模停电，造成严重的经济损失和社会影响。随着电力系统规模的不断扩大，电网系统结构日趋复杂，电力设备单机容量逐渐增大，与电力系统相关的电力系统安全稳定问题也随之出现。这是电力系统正常运行时稳定下来的宏观信号。当系统受到干扰时，运行状态参数可以保持接近或从一个平衡切换到另一个平衡。电力系统在受到大扰动后能否保持稳定运行是电力系统稳定的特征。
针对电力系统的电压稳定问题，研究人员已从不同角度提出了多种电压稳定分析方法，尽管很多提高系统静态电压稳定性的方法已经提出，但这些方法或者需要计算到静态电压稳定边界并计算静态电压稳定裕度对各个控制量的灵敏度，或者需要预先给定某种指标的临界值，依然存在计算复杂或临界值难以确定的问题。为此，我们提出了一种电压稳定调节系统及其控制方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电压稳定调节系统及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电压稳定调节系统，该系统是通过考虑多预想故障的静态电压稳定预防控制方法实现的，包括有就地控制模式、集中控制模式以及区域控制模式；
就地控制模式，控制装置设置在各个厂站，彼此之间不进行信息交换，根据各厂站的就地信息进行切换和判断，解决本厂站的问题；
集中控制模式，在调度中心设置有总控，对系统运行状态进行实时检测，根据系统的运行状态制定相应的控制策略表，发出控制命令并实施对整个系统的安全稳定控制；
区域控制模式，针对一个区域的电网安全稳定问题而安装在多个厂站的安全稳定控制装置，能够实现站间运行信息的相互交换和控制命令的传送，并在较大范围实现电力系统的安全稳定控制；
该系统还包括有低频控制、低压控制和过频控制。
优选的，所述低频控制，于安全稳定控制装置内增加低频检测判据和控制策略即可实现对低频振荡进行及时检测和控制。
所述低压控制，利用信息管理系统采集当前系统运行时的各种数据，同时针对造成电压崩溃的预想事故进行暂态电压稳定和中期电压稳定分析计算，提出电压预防性控制措施。
所述过频控制，根据电网电源的分步情况合理配置过频切机装置和这些装置的动作值，设有频率启动级和频率变化率闭锁。
一种电压稳定调节系统的控制方法，包括如下步骤：
S1：在不考虑预想故障约束的前提下，使系统的静态电压稳定裕度大于给定的临界值λe，并记录λe处各线路上流过的功率；
S2：进行预想故障集合的静态电压稳定裕度进行校验，若存在不满足静态电压稳定裕度要求的预想故障，则通过减少λe处不安全预想故障对应的线路上流过的功率来提高预想故障集合下系统的静态电压稳定裕度。
优选的，所述控制方法具体如下：
A1：校核系统无故障情况下的静态电压稳定裕度是否大于给定的临界值λe，若不满足要求则转向步骤2，否则转向步骤3；
A2：提高无故障情况下的静态电压稳定裕度，使之满足要求，并记录静态电压稳定裕度临界值λe处各线路上流过的功率；
A3：快速计算各个预想故障的静态电压稳定裕度，若所有预想故障的静态电压稳定裕度均大于临界值λe则停止计算，否则记录导致系统静态电压稳定裕度低于临界值λe的断线支路集合C，转向步骤4；
A4：降低集合C中各线路断线前流过的功率，更新控制变量，返回步骤3。
优选的，经过A2后，无故障情况下，系统在λe处存在稳态潮流解(静态电压稳定裕度大于λe)，若断开某条线路后，系统静态电压稳定裕度低于λe(系统在λe处无稳态潮流解)，则说明故障前在λe该线路上承担的功率过大，断开后其承担的功率无法安全转移，从而导致λe处无稳态潮流解；
若可以减少故障前λe处该线路上流过的功率，那么将有利于断线后潮流的收敛性，其极端情况是将故障前λe处该线路上的功率减少到0，那么该线路断开后，潮流没有变化，即系统在λe处存在稳定潮流解(静态电压稳定裕度大于λe)。
本发明提出的一种电压稳定调节系统及其控制方法，有益效果在于：
该方法首先通过转移基态情况下系统薄弱支路的功率，使得基态情况满足电压稳定裕度约束，随即在要求的静态电压稳定裕度处进行预想故障分析，并通过减少故障前导致系统静态电压稳定裕度低于临界值的故障线路上流过的功率来提高系统预想故障集合下的静态电压稳定裕度，且不仅具有有效的提高系统静态电压稳定裕度的效果，还具有计算量小，计算简单的优点。
附图说明
图1为本发明提出的一种电压稳定调节系统的控制方法的静态电压预防控制方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例
参照图1，一种电压稳定调节系统，该系统是通过考虑多预想故障的静态电压稳定预防控制方法实现的，包括有就地控制模式、集中控制模式以及区域控制模式；
就地控制模式，控制装置设置在各个厂站，彼此之间不进行信息交换，根据各厂站的就地信息进行切换和判断，解决本厂站的问题；
集中控制模式，在调度中心设置有总控，对系统运行状态进行实时检测，根据系统的运行状态制定相应的控制策略表，发出控制命令并实施对整个系统的安全稳定控制；
区域控制模式，针对一个区域的电网安全稳定问题而安装在多个厂站的安全稳定控制装置，能够实现站间运行信息的相互交换和控制命令的传送，并在较大范围实现电力系统的安全稳定控制；
该系统还包括有低频控制、低压控制和过频控制。
所述低频控制，于安全稳定控制装置内增加低频检测判据和控制策略即可实现对低频振荡进行及时检测和控制；
所述低压控制，利用信息管理系统采集当前系统运行时的各种数据，同时针对造成电压崩溃的预想事故进行暂态电压稳定和中期电压稳定分析计算，提出电压预防性控制措施；
所述过频控制，根据电网电源的分步情况合理配置过频切机装置和这些装置的动作值，设有频率启动级和频率变化率闭锁。
一种电压稳定调节系统的控制方法，包括如下步骤：
S1：在不考虑预想故障约束的前提下，使系统的静态电压稳定裕度大于给定的临界值λe，并记录λe处各线路上流过的功率；
S2：进行预想故障集合的静态电压稳定裕度进行校验，若存在不满足静态电压稳定裕度要求的预想故障，则通过减少λe处不安全预想故障对应的线路上流过的功率来提高预想故障集合下系统的静态电压稳定裕度。
所述控制方法具体如下：
A1：校核系统无故障情况下的静态电压稳定裕度是否大于给定的临界值λe，若不满足要求则转向步骤2，否则转向步骤3；
A2：提高无故障情况下的静态电压稳定裕度，使之满足要求，并记录静态电压稳定裕度临界值λe处各线路上流过的功率；
A3：快速计算各个预想故障的静态电压稳定裕度，若所有预想故障的静态电压稳定裕度均大于临界值λe则停止计算，否则记录导致系统静态电压稳定裕度低于临界值λe的断线支路集合C，转向步骤4；
A4：降低集合C中各线路断线前流过的功率，更新控制变量，返回步骤3。
经过A2后，无故障情况下，系统在λe处存在稳态潮流解(静态电压稳定裕度大于λe)，若断开某条线路后，系统静态电压稳定裕度低于λe(系统在λe处无稳态潮流解)，则说明故障前在λe该线路上承担的功率过大，断开后其承担的功率无法安全转移，从而导致λe处无稳态潮流解；
若可以减少故障前λe处该线路上流过的功率，那么将有利于断线后潮流的收敛性，其极端情况是将故障前λe处该线路上的功率减少到0，那么该线路断开后，潮流没有变化，即系统在λe处存在稳定潮流解(静态电压稳定裕度大于λe)。
本发明在使用时，通过转移基态情况下系统薄弱支路的功率，使得基态情况满足电压稳定裕度约束，随即在要求的静态电压稳定裕度处进行预想故障分析，并通过减少故障前导致系统静态电压稳定裕度低于临界值的故障线路上流过的功率来提高系统预想故障集合下的静态电压稳定裕度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电压稳定调节系统，其特征在于，该系统是通过考虑多预想故障的静态电压稳定预防控制方法实现的，包括有就地控制模式、集中控制模式以及区域控制模式；
就地控制模式，控制装置设置在各个厂站，彼此之间不进行信息交换，根据各厂站的就地信息进行切换和判断，解决本厂站的问题；
集中控制模式，在调度中心设置有总控，对系统运行状态进行实时检测，根据系统的运行状态制定相应的控制策略表，发出控制命令并实施对整个系统的安全稳定控制；
区域控制模式，针对一个区域的电网安全稳定问题而安装在多个厂站的安全稳定控制装置，能够实现站间运行信息的相互交换和控制命令的传送，并在较大范围实现电力系统的安全稳定控制；
该系统还包括有低频控制、低压控制和过频控制。
2.根据权利要求1所述的一种电压稳定调节系统，其特征在于，所述低频控制，于安全稳定控制装置内增加低频检测判据和控制策略即可实现对低频振荡进行及时检测和控制；
所述低压控制，利用信息管理系统采集当前系统运行时的各种数据，同时针对造成电压崩溃的预想事故进行暂态电压稳定和中期电压稳定分析计算，提出电压预防性控制措施；
所述过频控制，根据电网电源的分步情况合理配置过频切机装置和这些装置的动作值，设有频率启动级和频率变化率闭锁。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种电压稳定调节系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在不考虑预想故障约束的前提下，使系统的静态电压稳定裕度大于给定的临界值λe，并记录λe处各线路上流过的功率；
S2：进行预想故障集合的静态电压稳定裕度进行校验，若存在不满足静态电压稳定裕度要求的预想故障，则通过减少λe处不安全预想故障对应的线路上流过的功率来提高预想故障集合下系统的静态电压稳定裕度。
4.根据权利要求3所述的一种电压稳定调节系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体如下：
A1：校核系统无故障情况下的静态电压稳定裕度是否大于给定的临界值λe，若不满足要求则转向步骤2，否则转向步骤3；
A2：提高无故障情况下的静态电压稳定裕度，使之满足要求，并记录静态电压稳定裕度临界值λe处各线路上流过的功率；
A3：快速计算各个预想故障的静态电压稳定裕度，若所有预想故障的静态电压稳定裕度均大于临界值λe则停止计算，否则记录导致系统静态电压稳定裕度低于临界值λe的断线支路集合C，转向步骤4；
A4：降低集合C中各线路断线前流过的功率，更新控制变量，返回步骤3。
5.根据权利要求4所述的一种电压稳定调节系统的控制方法，其特征在于，经过A2后，无故障情况下，系统在λe处存在稳态潮流解(静态电压稳定裕度大于λe)，若断开某条线路后，系统静态电压稳定裕度低于λe(系统在λe处无稳态潮流解)，则说明故障前在λe该线路上承担的功率过大，断开后其承担的功率无法安全转移，从而导致λe处无稳态潮流解；
若可以减少故障前λe处该线路上流过的功率，那么将有利于断线后潮流的收敛性，其极端情况是将故障前λe处该线路上的功率减少到0，那么该线路断开后，潮流没有变化，即系统在λe处存在稳定潮流解(静态电压稳定裕度大于λe)。
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