CN1271985A - 一种区域电力网无功电压自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种区域电力网无功电压自动控制系统,主要由数据采集、中央处理、操作控制组成,根据区域电力网各变电所电压情况,决定是调节本变电所主变分接头还是上级变电所主变分接头。在不向上一级电压等级电网倒送无功时,允许本级电力网内无功倒送,使无功流向合理。通过预算电容、电抗投切后电压值,避免了投切振荡。实施多主变经济运行。本发明提高电压质量,降低线损,增加设备出力,应用于区域电力网的无功电压自动控制。
Description
本发明涉及一种区域电力网无功电压自动控制系统。
目前现有的技术中，一是采用无功电压综合自动控制(又称VQC)装置，安装在具有10KV电压等级的变电所内，依据10KV母线电压和无功功率的变化来调节变压器分接开关档位和投切电容器，以达到调节10KV母线电压的目的。这种方法的缺点是仅仅依赖无功电压综合自动控制装置安装变电所的信息，无法从整个区域电力网的角度来考虑；另一种方法是依赖于地、县级调度所现有的监控系统，由值班员依据各节点电压偏移情况发出操作指令，实施有载变压器分接开关档位调节和电容器投切，达到调节10KV母线电压的目的。这种方法的缺点是无法实时进行变压器分接开关调节及电容器投切操作，且值班人员必须时刻观察电力网各节点电压变化，劳动强度大，易发生差错。另外，以上二种方法均没有解决电力网内无功合理流向，无法实现电力网线损最小的目的。
本发明任务是提供一种从区域电力网整体角度考虑，对各节点电压量、无功量、电流量进行综合处理，提出对有载变压器分接开关档位调节及电容器投切的控制指令，借助于现有自动化系统中的″四遥″功能，自动控制区域电力网无功电压，全面改善和提高电压质量，降低线损。
为达到上述目的，本发明主要由数据采集、中央处理、操作控制组成，采用以下方式：
(1)电容器、电抗器投入引起的电压升高值，通过实际测量取得，使得电容器、电抗器在投入之前能进行电容器、电抗器投入后的电压值是否越限的预算，避免了电容器、电抗器投切振荡。
(2)区域电力网各级变电所有载变压器分接开关档位调节，假设无功功率流向合理，当某变电所低压侧母线电压偏离合格范围时，分析同电源同电压等级变电所和上级变电所电压情况，自行决定是调节本变电所主变分接开关档位还是调节上级电源变电所主变分接开关档位。
(3)区域电力网各级变电所假定电压处在合格范围之内，先考虑本变电所内无功功率流向是否合理，再考虑同电压等级电网内无功功率流向是否合理，在不向上一级电压等级电网倒送无功的前提下，实现本级电力网内无功流向合理，线损率趋于最小范围内，允许并实现无功功率倒送。
(4)区域电力网各级变电所变压器分接开关档位调节与电容器投切综合控制，当变电所母线电压偏高时，先调低主变分接开关档位，达不到要求时，再切电容器，当变电所母线电压偏低时，先投电容器，再调升主变分接开关档位，允许并实现通过无功倒送提高电压。
(5)当变电所变压器分接档位调至1档，电容器全部切出，上级变电所主变分接开关档位已调低，电压仍超标，此时实施多主变经济运行即逐次调减主变进行经济运行。
(6)从调度自动化系统取电压、无功功率、电流数值，进行区域电力网无功电压线损分析，生成各级变电所主变分接开关档位调节、电容器投切、双或者多主变实施单或者减变运行指令，交操作控制系统执行。
在电压合格范围内，实施电压偏上限运行。
区域电力网双或者多主变实施单变或者减变经济运行，但一天夜间运行中可以实施调减某一台变压器方式进行运行。
变压器分接开关档位调节次数由国标限定，调节次数可按时段分配或不按时段分配。
当变电所变压器分接档位调至1档，电容器全部切出，已实施多主变经济运行，电压仍超标，此时投入电抗器，电抗器投入的条件为E2≤E1-ΔE，ΔE指由电抗器投入或切出引起的电压降低值或上升值，ΔE为实测值，E1指电抗器投入前实际值，E2指电压下限值。
软件实现方式为，为每个变电所建立数据表，然后循环搜索数据表，根据数据表进行分析提出操作或更改数据表。
由于该系统进行了区域电力网内各节点电压值的采集与分析，从而使得变压器分接开关档位调节次数大幅度减少，电压合格率大幅度提高。
由于该系统进行了区域电力网内各节点无功功率的采集与分析，在不向上一级电压等级电网倒送无功的前提下，实现本级电力网内无功合理流向，线损率趋于最小范围内，允许并实现了无功功率倒送。
由于采用实测方式取得了电容器、电抗器投入后引起的电压差值，使得电容器、电抗器在投入之前能进行电容器、电抗器投入后的电压值是否越限的预算，避免了电容器、电抗器投切振荡。
由于母线不分段时，不论主变是否停用，分接开关档位数调整一致，使得当需要恢复停运主变时，不再需要人工干预调整变压器分接开关档位一致，当母线分段时，档位调整数不要求一致。
由于采用实施多主变经济运行，一方面减少线损；另一方面电网电压越上限时，由于减变运行，钳制了电压的升高，提高了电压合格率。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种区域电力网无功电压自动控制系统流程图；
图2为本发明一种区域电力网示意图；
图1描述区域电力网无功电压自动控制系统流程图，首先从调度自动化系统采集数据，送入电压分析模块和无功分析模块进行综合分析，形成变电所主变分接开关调节指令、变电所电容器投切指令、多主变经济运行指令，交由调度中心、集控中心、配调中心控制系统执行，此后循环往复。
在图2所描述一种区域电力网中，假设无功功率在合理的流向范围内，电压调整方法：同级及其下级变电所10千伏电压同时超上限或超下限，则调上一级变电所主变分接头档位；单个变电所10千伏电压超上限或超下限，则仅调节本变电所主变分接开关档位。若仅1变电所10千伏母线电压超上限或超下限，则仅调节1变电所主变分接头档位；若1、2、3变电所10千伏母线电压同时超上限或超下限，则调节3变电所主变分接开关档位；若1、2、3、4、5、6变电所10千伏母线电压同时超上限或超下限，则调节7变电所主变分接头档位。
在图2所描述一种区域电力网中，假设电压在合格范围内，无功功率调整方法：5变电所当流过D点的无功负荷加上该变电所主变空载无功功率大于本变电所10千伏电容器容量的一半时(具体大到多少可设定)，若该电容器投入后7变电所B点无功潮流不发生向220千伏电网倒送，此时该变电所10千伏电容器即可投入。1、2、3变电所10千伏电容器投入条件同5变电所10千伏电容器投入条件，但要求3变电所A点无功潮流不发生向110千伏电网倒送，实现分层无功平衡，也可设定要求7变电所B点无功潮流不发生向220千伏电网倒送。
在图2所描述一种区域电力网中，1变电所主变分接开关档位调节与电容器投切综合控制方案：当10千伏母线电压超上限时，先调低主变分接头档位，电压仍超上限时，再切电容器；当10千伏母线电压超下限时，先投电容器，电压仍超下限时，再调升主变分接开关档位。
在图2所描述一种区域电力网中，假设1变电所主变分接开关档位已调至1档，3、7变电所主变分接档位已调至尽可能低，1变电所电容器未投，此时1变电所10千伏母线电压为10.5千伏，根据1变电所无功负荷情况，现在需要投入1变电所10千伏电容器。那么1变电所10千伏电容器能否投入，就要看该电容器投入后1变电所10千伏母线电压值是否超过10.7千伏，即该电容器投入后提高的母线电压是否大于0.2千伏？如果大于0.2千伏，则不能投，反之可投。如果估算电容器投入后提高的电压值，估大了，导致该投而未投；估小了，导致投切振荡，即电容器投入后由于电压超标，又必须立即切除电容器，切除后，又投入电容器，由于电压超标，又切除电容器，如此循环往复。显然预先知道电容器投入后能提高的电压值至关重要，本发明通过实测正确掌握了该电压值，避免了电容器投切振荡。
在图2所描述一种区域电力网中，4变电所内含双主变，如果双主变的分接开关挡位已调至1挡，上级变电所主变分接开关档位已调至尽可能小，4变电所电容器也已切除，此时4变电所10千伏母线电压仍超过10.7千伏，此时如果2#主变能承担全部负荷，1#主变单独运行电能损耗比2#主变单独运行大，则切除1#主变，留2#主变运行且不再更换为1#主变运行，这样就降低了4变电所10千伏母线电压，又防止了变压器频繁投切。本发明也可按标准的双(多)主变经济运行理论进行控制。
Claims (6)
1、一种区域电力网无功电压自动控制系统，主要由数据采集、中央处理、操作控制组成，其特征在于采用以下方式：
(1)电容器投入的电压条件为U1+ΔU≤U2，ΔU指由电容器投入或切出引起的电压升高值或降低值，ΔU由实测得，U1指电容器投入前实际值，U2指电压上限值。
(2)区域电力网各级变电所有载变压器分级开关档位调节，假设无功潮流在合理范围内，当某变电所低压侧母线电压偏离合格范围时，分析同电源同电压级变电所和上级变电所电压情况，自行决定是调节本变电所主变分接开关挡位还是调节上级电源变电所主变分接开关挡位，形成具体执行命令，交操作控制系统执行。
(3)区域电力网各级变电所电容器投切，假定电压处在合格范围内，在不向上一级电压等级电网倒送无功功率的前提下，实现本级电力网内无功功率合理流向，允许并实现无功功率倒送。
(4)区域电力网各级变电所变压器分接开关档位调节与电容器投切综合控制，当变电所母线电压偏高时，先调低主变分接开关档位，达不到要求时，再切电容器；当变电所母线电压偏低时，先投电容器，再调高主变分接开关档位，允许并实现通过无功功率倒送提高电压值。
(5)同一变电所内，当各变压器分接开关档位总数一致，采用母线不分段运行时，不论某主变是否停用，各主变档位数调整一致，当母线分段时，档位数调整不要求一致；当各变压器分接开关档位总数不一致时，以各主变实际档位电压值相同为分接开关档位调整一致的依据。
(6)从调度自动化系统取电压、无功功率、电流数值，进行区域电力网无功电压线损分析，生成各级变电所主变分接开关档位调节、电容器投切、多主变经济运行指令，交操作控制系统执行。
2、根据权利要求1所述的一种区域电力网无功电压自动控制系统，其特征在于电压在合格范围内，实施电压偏上限运行。
3、根据权利要求1所述的一种区域电力网无功电压自动控制系统，其特征在于区域电力网双或者多主变实施单变或者减变经济运行，但一天运行中可以实施调减某一台变压器方式进行运行。
4、根据权利要求1所述的一种区域电力网无功电压自动控制系统，其特征在于变压器分接开关档位调节次数由国标限定，调节次数可按时段分配或不按时段分配。
5、根据权利要求1所述的一种区域电力网无功电压自动控制系统，其特征在于当变电所变压器分接开关档位调至1档，电容器全部切出，已实施减变运行，但电压仍超标，此时投入电抗器，电抗器投入的条件为E2≤E1-ΔE，ΔE指由电抗器投入或切出引起的电压降低或升高值，ΔE为实测值，E1指电抗器投入前实际值，E2指电压下限值。
6、根据权利要求1所述的一种区域电力网无功电压自动控制系统，其特征在于软件实现方式为，为每个变电所建立数据表，然后循环搜索数据表，根据数据表进行分析提出操作或更改数据表。
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