一種無功設備綜合控制方法和系統的製作方法
2024-02-10 01:03:15
一種無功設備綜合控制方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種無功設備綜合控制方法和系統，用於控制電網的無功功率，方法包括步驟：A.採集電網中各節點的電力運行數據，同時選擇電網中無功補償最薄弱的節點和次薄弱的節點，並對兩個節點進行預防控制，電力運行數據包括最大無功功率和補償設備最大補償量；B.採集電網運行過程中各節點的電壓波動，若電壓波動偏離預設範圍，則將該節點設為故障節點，並對所有故障節點進行矯正控制；C.採集電網運行過程中各故障節點的電壓波動，若故障節點的電壓波動仍偏離預設範圍，則切斷該故障節點的部分負載並降低該故障節點的運行電壓。與現有技術相比，本發明具有強化薄弱點無功補償等優點。
【專利說明】一種無功設備綜合控制方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力系統領域的控制系統，尤其是涉及一種無功設備綜合控制方法和系統。
【背景技術】
[0002]對於處於大電網受端的區域電網，往往是大電網中負荷密度最高的地區。入網直流近區500kV電網輕負荷時段電壓運行水平總體會偏高，無功平衡困難，尤其是春秋季低谷時段區域500kV高電壓問題將十分突出，在春節等極端輕負荷時段甚至需要拉停線路等非常規調壓手段才能解決無功平衡問題。同時，在特高壓交流電網投產初期，輕負荷的特高壓交流線路也向區域性的500kV電網輸送大量剩餘無功，進一步抬升了 500kV的電壓水平。
[0003]另一方面，隨著區域電網受入區外來電容量的增加以及高鐵的建設往往也會給區域電網的無功控制帶來更大的挑戰，為保障大容量直流閉鎖或特高壓交流通道故障後的電壓穩定，需要保證足夠的動態無功儲備，這也對區域電網的動態無功配置和控制提出了更高的要求。
[0004]無功補償是電網電壓穩定基本控制手段，無論在是穩態運行或是故障後的動態響應階段，都需要通過合理的無功控制策略來協調電網內的無功負荷、無功補償及無功電源。而現有的無功控制方法往往會發生疏漏，在無功補償薄弱點往往會發生補償不足的情況，因而薄弱點的故障率較高，而如果對於電網中所有節點都採用SVC或者直流系統進行無功補償，又無疑大大增加了成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種強化薄弱點無功補償的無功設備綜合控制方法和系統。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]一種無功設備綜合控制方法，該方法用於控制電網的無功功率，所述方法包括步驟:
[0008]A.採集電網中各節點的電力運行數據，同時選擇電網中無功補償最薄弱的節點和次薄弱的節點，並對所述兩個節點進行預防控制，所述電力運行數據包括最大無功功率和補償設備最大補償量；
[0009]B.採集電網運行過程中各節點的電壓波動，若電壓波動偏離預設範圍，則將該節點設為故障節點，並對所有故障節點進行矯正控制；
[0010]C.採集電網運行過程中各故障節點的電壓波動，若故障節點的電壓波動仍偏離預設範圍，則切斷該故障節點的部分負載並降低該故障節點的運行電壓。
[0011 ] 所述步驟A具體包括步驟:
[0012]Al.採集電網各節點上一年度的最大無功功率和對應補償設備最大補償量，並計算每個節點的薄弱係數為:
[0013]Rn= (Qn-Mn)/Qn
[0014]其中:Rn為節點η的薄弱係數，Qn為節點η的上一年度最大無功功率，Mn為節點η的補償設備最大補償量；
[0015]Α2.選擇薄弱係數最大的節點為最薄弱節點，薄弱係數第二大的節點為次薄弱節佔.
[0016]A3.將最薄弱節點和次薄弱節點的負荷功率均提高為0.98-0.99，機組的功率因數均提高至0.95，同時在所述兩個節點處增設調節電源；
[0017]Α4.電網運行過程中，調節電源實時工作並對節點進行無功補償，進而調節節點電壓穩定。
[0018]所述步驟B中矯正控制具體為:調用所有故障節點處的SVC設備出力進行無功補m
\-ΖΧ ο
[0019]所述步驟C中切斷故障節點處負載的順序依次為三級負荷、二級負荷和一級負荷。
[0020]所述步驟C執行後，若故障節點電壓波動仍未回歸至預設範圍，則切斷該節點。
[0021]一種無功設備綜合控制系統，包括設在電網中各節點處的多個電力數據採集設備，所述系統還包括無功控制設備，所述無功控制設備包括與電網連接的預防控制模塊、矯正控制模塊和緊急控制模塊，所述預防控制模塊、校正控制模塊和緊急控制模塊均與電力數據採集設備連接。
[0022]所述預防控制模塊包括兩個調節電源，所述兩個調節電源分別與無功補償最薄弱的節點和次薄弱的節點對應連接，所述兩個調節電源還分別與設在所連接節點處的電力數據採集設備對應連接。
[0023]所述校正控制模塊包括分別與電網中各節點對應連接的多個SVC設備，所述SVC設備與設在所連接節點處的電力數據採集設備連接。
[0024]所述緊急控制模塊包括分別與電網中各節點對應連接的多個用於切斷該節點的部分負載並降低該節點的運行電壓的降壓設備，所述降壓設備與設在所連接節點處的電力數據採集設備連接。
[0025]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0026]I)由於採用每個節點處均設有一個SVC設備的就地補償策略，避免了對一個節點進行補償時對於其他節點的影響。
[0027]2)對於無功補償的薄弱節點，採用了有針對性的調節電源進行補償，由於調節電源功率小，因而啟動靈活，更加實用無功補償較頻繁並且額度不大的情況使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明方法的主要步驟流程圖；
[0029]圖2為本發明系統實施例的結構示意圖；
[0030]其中:1、數據採集設備，2、調節電源，3、SVC設備，4、降壓設備。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
[0032]實施例一:
[0033]一種無功設備綜合控制方法，該方法用於控制電網的無功功率，如圖1所示，方法包括步驟:
[0034]A.採集電網中各節點的電力運行數據，同時選擇電網中無功補償最薄弱的節點和次薄弱的節點，並對兩個節點進行預防控制，電力運行數據包括最大無功功率和補償設備最大補償量，具體包括步驟:
[0035]Al.採集電網各節點上一年度的最大無功功率和對應補償設備最大補償量，並計算每個節點的薄弱係數為:
[0036]Rn = (Qn-Mn) /Qn
[0037]其中:Rn為節點η的薄弱係數，Qn為節點η的上一年度最大無功功率，Mn為節點η的補償設備最大補償量；
[0038]對於圖2中的節點ILl至IL6，分別極端得到薄弱係數為:-0.004，-0.054，-0.024，0.014，-0.074，-0.100。
[0039]Α2.選擇薄弱係數最大的節點為最薄弱節點，薄弱係數第二大的節點為次薄弱節點，本實施例中最薄弱節點為IL4，次薄弱節點為ILl ；
[0040]A3.將最薄弱節點和次薄弱節點的負荷功率均提高為0.98-0.99，機組的功率因數均提高至0.95，同時在兩個節點處增設調節電源2 ；
[0041 ] 步驟A3結束後形成如圖2所示的一種無功設備綜合控制系統，包括設在電網中各節點處的多個電力數據採集設備1，系統還包括無功控制設備，無功控制設備包括與電網連接的預防控制模塊、矯正控制模塊和緊急控制模塊，預防控制模塊、校正控制模塊和緊急控制模塊均與電力數據採集設備I連接，本實施例中節點ILl和節點IL4處各設有一個調節電源2。
[0042]預防控制模塊包括兩個調節電源2，兩個調節電源2分別與無功補償最薄弱的節點和次薄弱的節點對應連接，兩個調節電源2還分別與設在所連接節點處的電力數據採集設備I對應連接。
[0043]校正控制模塊包括分別與電網中各節點對應連接的多個SVC設備3，SVC設備3與設在所連接節點處的電力數據採集設備I連接。
[0044]緊急控制模塊包括分別與電網中各節點對應連接的多個用於切斷該節點的部分負載並降低該節點的運行電壓的降壓設備4，降壓設備與設在所連接節點處的電力數據採集設備I連接。
[0045]Α4.電網運行過程中，調節電源實時工作並對節點進行無功補償，進而調節節點電壓穩定。
[0046]B.採集電網運行過程中各節點的電壓波動，若電壓波動偏離預設範圍，則將該節點設為故障節點，本實施例中，電網運行過程中節點IL3的電壓波動偏離了預設範圍，故將節點IL3設為故障節點，並對所有故障節點進行矯正控制；
[0047]步驟B中矯正控制具體為:調用所有故障節點處的SVC設備出力進行無功補償，本實施例中，即對節點IL3進行校正調節，即調用節點IL3處的SVC設備進行無功補償以降低節點IL3處的無功功率。
[0048]C.採集電網運行過程中各故障節點的電壓波動，節點IL3的電壓波動回復預設範圍，充分說明了本發明控制方法的控制效果突出。
[0049]實施例二:
[0050]本實施例中與實施例一中相同之處不再敘述，僅敘述與實施例一中的不同之處。
[0051]本實施例中，節點IL6處新建了一段高鐵線路，因此在步驟B執行時，電網運行過程中節點IL6的電壓波動偏離了預設範圍，故將節點IL6設為故障節點，並調用節點IL6處的SVC設備進行無功補償以降低節點IL3處的無功功率。
[0052]C.採集電網運行過程中各故障節點的電壓波動，若節點IL6的電壓波動仍偏離預設範圍，則切斷節點IL6的部分負載並降低該故障節點的運行電壓。
[0053]其中切斷節點IL6處負載的順序依次為三級負荷、二級負荷和一級負荷，本實施例中，切斷了部分居民用電後，電壓波動即回復正常。
[0054]實施例三:
[0055]本實施例中與實施例一和實施例二中相同之處不再敘述，僅敘述與實施例一和實施例二中的不同之處。
[0056]步驟C執行後，節點IL6電壓波動仍未回歸至正常範圍，故切斷該節點。
【權利要求】
1.一種無功設備綜合控制方法，該方法用於控制電網的無功功率，其特徵在於，所述方法包括步驟: A.採集電網中各節點的電力運行數據，同時選擇電網中無功補償最薄弱的節點和次薄弱的節點，並對所述兩個節點進行預防控制，所述電力運行數據包括最大無功功率和補償設備最大補償量； B.採集電網運行過程中各節點的電壓波動，若電壓波動偏離預設範圍，則將該節點設為故障節點，並對所有故障節點進行矯正控制； C.採集電網運行過程中各故障節點的電壓波動，若故障節點的電壓波動仍偏離預設範圍，則切斷該故障節點的部分負載並降低該故障節點的運行電壓。
2.根據權利要求1所述的一種無功設備綜合控制方法，其特徵在於，所述步驟A具體包括步驟: Al.採集電網各節點上一年度的最大無功功率和對應補償設備最大補償量，並計算每個節點的薄弱係數為:
Rn = (Qn-Mn) /Qn 其中=Rn為節點η的薄弱係數，Qn為節點η的上一年度最大無功功率，Mn為節點η的補償設備最大補償量； Α2.選擇薄弱係數最大的節點為最薄弱節點，薄弱係數第二大的節點為次薄弱節點； A3.將最薄弱節點和次薄弱節點的負荷功率均提高為0.98-0.99，機組的功率因數均提高至0.95，同時在所述兩個節點處增設調節電源； Α4.電網運行過程中，調節電源實時工作並對節點進行無功補償，進而調節節點電壓穩定。
3.根據權利要求1所述的一種無功設備綜合控制方法，其特徵在於，所述步驟B中矯正控制具體為:調用所有故障節點處的SVC設備出力進行無功補償。
4.根據權利要求1所述的一種無功設備綜合控制方法，其特徵在於，所述步驟C中切斷故障節點處負載的順序依次為三級負荷、二級負荷和一級負荷。
5.根據權利要求1所述的一種無功設備綜合控制方法，其特徵在於，所述步驟C執行後，若故障節點電壓波動仍未回歸至預設範圍，則切斷該節點。
6.一種實現如權利要求1所述的無功設備綜合控制方法的控制系統，包括設在電網中各節點處的多個電力數據採集設備，其特徵在於，所述系統還包括無功控制設備，所述無功控制設備包括與電網連接的預防控制模塊、矯正控制模塊和緊急控制模塊，所述預防控制模塊、校正控制模塊和緊急控制模塊均與電力數據採集設備連接。
7.根據權利要求6所述的一種無功設備綜合控制系統，其特徵在於，所述預防控制模塊包括兩個調節電源，所述兩個調節電源分別與無功補償最薄弱的節點和次薄弱的節點對應連接，所述兩個調節電源還分別與設在所連接節點處的電力數據採集設備對應連接。
8.根據權利要求6所述的一種無功設備綜合控制系統，其特徵在於，所述校正控制模塊包括分別與電網中各節點對應連接的多個SVC設備，所述SVC設備與設在所連接節點處的電力數據採集設備連接。
9.根據權利要求6所述的一種無功設備綜合控制系統，其特徵在於，所述緊急控制模塊包括分別與電網中各節點對應連接的多個用於切斷該節點的部分負載並降低該節點的運行電壓的降壓設備，所述降壓設備與設在所連接節點處的電力數據採集設備連接。
【文檔編號】H02J3/18GK104333015SQ201410663260
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】黃一超, 徐逸清, 陶彥峰, 王世峻, 史大軍 申請人:國網上海市電力公司