CN115833137A - 一种电厂无功电压控制指令模式评估方法及系统 - Google Patents

一种电厂无功电压控制指令模式评估方法及系统 Download PDF

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CN115833137A CN202111086847.2A CN202111086847A CN115833137A CN 115833137 A CN115833137 A CN 115833137A CN 202111086847 A CN202111086847 A CN 202111086847A CN 115833137 A CN115833137 A CN 115833137A
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陈天华
陈建华
杜磊
许大卫
李�根
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Abstract

本发明公开了一种电厂无功电压控制指令模式评估方法及系统，包括：获取电厂的电网历史运行数据；将电网历史运行数据输入到预先构建的电厂AVC调节性能评估模型，计算得到该电厂的AVC单次调节性能评估指标；获取设定评估时间范围内的该电厂的所有AVC单次调节性能评估指标，根据预先构建的计算模型求取该电厂的AVC总的调节性能评估指标；根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果。优点：该方法通过建立一个评估指标，通过抽取一段时间电网历史运行数据，评估各电厂AVC调节性能指标，以指标的优劣，给出电厂AVC控制指令模式的建议，指导电厂AVC闭环控制，提高无功电压控制效果。

Description

一种电厂无功电压控制指令模式评估方法及系统
技术领域
本发明涉及一种电厂无功电压控制指令模式评估方法及系统，属于电力系统自动化技术领域。
背景技术
自动电压控制(AVC)系统对电网无功电压进行自动监视和控制，通过调节发电机、新能源厂站、变压器档位以及容抗器等设备，实现电网无功电压优化分布，保证电网安全优质和经济运行。
AVC系统通过计算分析，对各电厂发电机下发控制目标指令，目前对电厂AVC的控制方法有电压指令和无功指令两种模式。在实际运行中，由于电网内各电厂间调节速度、响应时间等存在差异，在电压模式下，调节速度快的电厂多发无功，虽然电压满足要求，但会产生电厂间无功调节不平衡问题。因此，需考虑实际运行中各电厂的调节性能，选择合适的控制指令模式，对于长期调节性能较低的电厂宜采用无功指令模式，是电厂AVC在闭环控制中需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有电厂AVC运行中存在的缺陷，提供一种电厂无功电压控制指令模式评估方法及系统，。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电厂无功电压控制指令模式评估方法，包括：
获取电厂的电网历史运行数据；
将电网历史运行数据输入到预先构建的电厂AVC调节性能评估模型，计算得到该电厂的AVC单次调节性能评估指标；
获取设定评估时间范围内的该电厂的所有AVC单次调节性能评估指标，根据预先构建的计算模型求取该电厂的AVC总的调节性能评估指标；
根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果。
进一步的，所述电网历史运行数据包括：
电厂AVC控制指令，母线电压、机组有功和无功。
进一步的，所述电厂AVC调节性能评估模型为：
Figure BDA0003265861740000021
其中，
Figure BDA0003265861740000022
为AVC单次调节性能评估指标，V0、Q0分别为电厂高压侧母线初始电压值和主变高压侧无功值，Vobj为电厂高压侧母线电压目标值，Svq为电厂母线电压对机组无功灵敏度，Qt为t时刻电厂机组无功，T为单次调节性能评估时间。
进一步的，所述计算模型为：
Figure BDA0003265861740000023
其中，Cg为AVC总的调节性能评估指标，
Figure BDA0003265861740000024
为AVC单次调节性能评估指标，N为指令次数。
进一步的，所述根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果，包括：
获取预先设置的评估指标阀值β，当Cg＜β时，该电厂AVC评估结果为无功指令，否则为电压指令，Cg为AVC总的调节性能评估指标。
一种电厂无功电压控制指令模式评估系统，包括：
第一获取模块，用于获取电厂的电网历史运行数据；
第一计算模块，用于将电网历史运行数据输入到预先构建的电厂AVC调节性能评估模型，计算得到该电厂的AVC单次调节性能评估指标；
第二计算模块，用于获取设定评估时间范围内的该电厂的所有AVC单次调节性能评估指标，根据预先构建的计算模型求取该电厂的AVC总的调节性能评估指标；
确定模块，用于根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果。
进一步的，所述电网历史运行数据包括：
电厂AVC控制指令，母线电压、机组有功和无功。
进一步的，所述第一计算模块包括第一模型构建模块，
用于构建电厂AVC调节性能评估模型，表示为：
Figure BDA0003265861740000031
其中，
Figure BDA0003265861740000032
为AVC单次调节性能评估指标，V0、Q0分别为电厂高压侧母线初始电压值和主变高压侧无功值，Vobj为电厂高压侧母线电压目标值，Svq为电厂母线电压对机组无功灵敏度，Qt为t时刻电厂机组无功，T为单次调节性能评估时间。
进一步的，所述第二计算模块包括第二模型构建模块，
用于构建计算模型，表示为：
Figure BDA0003265861740000033
其中，Cg为AVC总的调节性能评估指标，
Figure BDA0003265861740000034
为AVC单次调节性能评估指标，N为指令次数。
进一步的，所述确定模块，包括：
第二获取模块，用于获取预先设置的评估指标阀值β；
判定模块，用于当Cg＜β时，确定该电厂AVC评估结果为无功指令，否则确定为电压指令，Cg为AVC总的调节性能评估指标。
本发明所达到的有益效果：
该方法通过建立一个评估指标，通过抽取一段时间电网历史运行数据，评估各电厂AVC调节性能指标，以指标的优劣，给出电厂AVC控制指令模式的建议，指导电厂AVC闭环控制，提高无功电压控制效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种电厂无功电压控制指令模式评估方法，本发明的目的在于通过评价电厂AVC调节性能，给出电厂AVC控制指令模式建议，具体步骤如下：
步骤1：获取电网历史运行数据，包括电厂的AVC控制指令，母线电压、机组无功等；
所述电网历史运行数据来源于电网实时调度系统，可直接从数据库获取，也可从历史数据文件中导入，通常在每个实际运行的系统中，存有时间间隔为1分钟的电网运行数据，得到各电厂一段时间内的AVC指令值、电厂高压侧母线电压、机组有功和无功出力。
步骤2：建立电厂AVC调节性能评估模型C，通过获取的电网历史运行数据，根据评估模型，对电厂G，计算单次AVC调节性能评估指标
Figure BDA0003265861740000041
Figure BDA0003265861740000042
其中，
Figure BDA0003265861740000043
为AVC单次调节性能评估指标，V0、Q0分别为电厂高压侧母线初始电压值和主变高压侧无功值，Vobj为电厂高压侧母线电压目标值，Svq为电厂母线电压对机组无功灵敏度，Qt为t时刻电厂机组无功，T为单次调节性能评估时间，其中T一般可设定为5分钟。
步骤3：对获取的电网运行数据中，检测扫描电厂G一共发出了多少次调压指令，获取指令次数为N，通过求取平均数，得到该电厂G的AVC调节性能指标Cg；
Figure BDA0003265861740000044
步骤4：引入评估指标常数β，当Cg＜β时，说明该电厂电压调节综合跟踪效果较差，宜采用无功指令模式；当Cg≥β时可采用电压指令模式。
式中β为电厂AVC调节性能指标评估阀值，需由工程整定给出，以适应不同的电网场景需求。
相应的本发明还提供一种电厂无功电压控制指令模式评估系统，包括：
第一获取模块，用于获取电厂的电网历史运行数据；
第一计算模块，用于将电网历史运行数据输入到预先构建的电厂AVC调节性能评估模型，计算得到该电厂的AVC单次调节性能评估指标；
第二计算模块，用于获取设定评估时间范围内的该电厂的所有AVC单次调节性能评估指标，根据预先构建的计算模型求取该电厂的AVC总的调节性能评估指标；
确定模块，用于根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果。
进一步的，所述电网历史运行数据包括：
电厂AVC控制指令，母线电压、机组有功和无功。
进一步的，所述第一计算模块包括第一模型构建模块，
用于构建电厂AVC调节性能评估模型，表示为：
Figure BDA0003265861740000051
其中，
Figure BDA0003265861740000052
为AVC单次调节性能评估指标，V0、Q0分别为电厂高压侧母线初始电压值和主变高压侧无功值，Vobj为电厂高压侧母线电压目标值，Svq为电厂母线电压对机组无功灵敏度，Qt为t时刻电厂机组无功，T为单次调节性能评估时间。
进一步的，所述第二计算模块包括第二模型构建模块，
用于构建计算模型，表示为：
Figure BDA0003265861740000053
其中，Cg为AVC总的调节性能评估指标，
Figure BDA0003265861740000054
为AVC单次调节性能评估指标，N为指令次数。
进一步的，所述确定模块，包括：
第二获取模块，用于获取预先设置的评估指标阀值β；
判定模块，用于当Cg＜β时，确定该电厂AVC评估结果为无功指令，否则确定为电压指令，Cg为AVC总的调节性能评估指标。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电厂无功电压控制指令模式评估方法，其特征在于，包括：
获取电厂的电网历史运行数据；
将电网历史运行数据输入到预先构建的电厂AVC调节性能评估模型，计算得到该电厂的AVC单次调节性能评估指标；
获取设定评估时间范围内的该电厂的所有AVC单次调节性能评估指标，根据预先构建的计算模型求取该电厂的AVC总的调节性能评估指标；
根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果。
2.根据权利要求1所述的电厂无功电压控制指令模式评估方法，其特征在于，所述电网历史运行数据包括：
电厂AVC控制指令，母线电压、机组有功和无功。
3.根据权利要求1所述的电厂无功电压控制指令模式评估方法，其特征在于，所述电厂AVC调节性能评估模型为：
Figure FDA0003265861730000011
其中，
Figure FDA0003265861730000012
为AVC单次调节性能评估指标，V0、Q0分别为电厂高压侧母线初始电压值和主变高压侧无功值，Vobj为电厂高压侧母线电压目标值，Svq为电厂母线电压对机组无功灵敏度，Qt为t时刻电厂机组无功，T为单次调节性能评估时间。
4.根据权利要求1所述的电厂无功电压控制指令模式评估方法，其特征在于，所述计算模型为：
Figure FDA0003265861730000013
其中，Cg为AVC总的调节性能评估指标，
Figure FDA0003265861730000014
为AVC单次调节性能评估指标，N为指令次数。
5.根据权利要求1所述的电厂无功电压控制指令模式评估方法，其特征在于，所述根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果，包括：
获取预先设置的评估指标阀值β，当Cg＜β时，该电厂AVC评估结果为无功指令，否则为电压指令，Cg为AVC总的调节性能评估指标。
6.一种电厂无功电压控制指令模式评估系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取电厂的电网历史运行数据；
第一计算模块，用于将电网历史运行数据输入到预先构建的电厂AVC调节性能评估模型，计算得到该电厂的AVC单次调节性能评估指标；
第二计算模块，用于获取设定评估时间范围内的该电厂的所有AVC单次调节性能评估指标，根据预先构建的计算模型求取该电厂的AVC总的调节性能评估指标；
确定模块，用于根据预设的评估指标阀值和所述AVC总的调节性能评估指标确定最终的评估结果。
7.根据权利要求6所述的电厂无功电压控制指令模式评估系统，其特征在于，所述电网历史运行数据包括：
电厂AVC控制指令，母线电压、机组有功和无功。
8.根据权利要求6所述的电厂无功电压控制指令模式评估方法，其特征在于，所述第一计算模块包括第一模型构建模块，
用于构建电厂AVC调节性能评估模型，表示为：
Figure FDA0003265861730000021
其中，
Figure FDA0003265861730000022
为AVC单次调节性能评估指标，V0、Q0分别为电厂高压侧母线初始电压值和主变高压侧无功值，Vobj为电厂高压侧母线电压目标值，Svq为电厂母线电压对机组无功灵敏度，Qt为t时刻电厂机组无功，T为单次调节性能评估时间。
9.根据权利要求6所述的电厂无功电压控制指令模式评估系统，其特征在于，所述第二计算模块包括第二模型构建模块，
用于构建计算模型，表示为：
Figure FDA0003265861730000031
其中，Cg为AVC总的调节性能评估指标，
Figure FDA0003265861730000032
为AVC单次调节性能评估指标，N为指令次数。
10.根据权利要求6所述的电厂无功电压控制指令模式评估系统，其特征在于，所述确定模块，包括：
第二获取模块，用于获取预先设置的评估指标阀值β；
判定模块，用于当Cg＜β时，确定该电厂AVC评估结果为无功指令，否则确定为电压指令，Cg为AVC总的调节性能评估指标。
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