考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法
2023-10-10 00:38:54
專利名稱：：考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法
技術領域：
：本發明屬於電力系統自動電壓控制
技術領域：
，特別涉及變電站高壓並聯電抗器的控制方法。
背景技術：
：高壓並聯電抗器是輸電系統的重要組成部分，其主要作用是削弱空載或輕載時長線路的電容效應所引起的工頻電壓升高。與低壓電容電抗器不同，高壓並聯電抗器直接接入高壓或超高壓輸電網，電壓等級高，設備容量大，實現可控投切非常困難，一般要通過人工離線進行運行方式計算，根據計算結果如果需要投切高壓並聯電抗器，則需要在設備停運情況下完成。對於受端電網來說，根據電網需求自動投切高壓並聯電抗器，可以改善受端電網電壓支撐能力及其暫態故障後穩態電壓水平，對受端電網的穩定運行具有重要意義。現有與高壓並聯電抗器可控投切的研究更多的集中在設備本身，屬於本地控制方式，沒有實現遠方控制。比如周勤勇，郭強，馮玉昌等在《可控高壓電抗器在西北電網的應用研究》(《電網技術》，2006，30(6))中，給出了兩種應用最廣泛的可控高壓並聯電抗器，包括磁飽和式可控電抗器(MCR)和可控矽控制電抗器(TCR)，通過在限制工頻過電壓、提高大負荷方式下的電壓、降低網損、提高系統暫態和動態穩定性等幾個方面進行研究，給出了在西北電網安裝MCR型可控電抗器的可行性分析。但如何從全局角度出發研究高壓並聯電抗器的投切方法尚無研究成果。高壓並聯電抗器的自動控制方法與普通低壓電容器、電抗器不同。由於高壓並聯電抗器的投退對電網的電壓影響較大，因此其日常的運行方式相對穩定，只有在電網發生故障後，作為故障恢復的手段使用。從現有研究成果來看，尚未提出在現有的自動電壓控制(AVC，AutomaticVoltageControl)系統中實現對高壓並聯電抗器的自動投切方法，也未提出在考慮電網電壓安全的情況下如何在遠方實現對高壓並聯電抗器的投切。
發明內容本發明為實現對高壓並聯電抗器的自動投切，提出一種考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法，可實現在緊急情況下將高壓並聯電抗器自動切除，以及在系統恢復正常後，將此高壓並聯電抗器自動投運，從而保證電網安全穩定運行。本發明提出的考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法，其特徵在於，包括當前運行的高壓並聯電抗器自動退出運行和已退出的高壓並聯電抗器自動恢復投運兩部分；其中，所述當前運行的高壓並聯電抗器自動退出運行的方法，具體包括以下步驟ii)當監測周期到來時，將當前需要控制的高壓並聯電抗器的指標rx、X初始化，令T"=O，X=0;其中，X為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標，X值由計算得到，rx為連續對x的判斷結果為x>i的次數；Tex其取值範為是0到Texmax，其中Texmax為整數，且滿足(Texmax+1)氺At二T;T為當高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標X大於1的時間達到退出當前高壓並聯電抗器的時間，T取值範圍為5-15分鐘；At為監測周期，At取值為3-5分鐘；12)通過在線搜索或者事先設定，得到對該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S:搜索或者設定的方法為先令集合S為空集，設當前高壓並聯電抗器掛接在母線A上，母線A通過m條線路與m條其他母線在電氣上直接相連，從母線A出發通過這m條線路找到線路對端的母線，將找到的這m條母線和母線A作為集合S的元素，集合S內包含n條母線，且n=m+l，n、m是自然數；13)採集集合S內n條母線的電壓，對其中第j條母線，l《j《n，進行濾波，若C/MSSC/，，則認為該母線電壓有效，反之將該母線從集合S中剔除；濾波後，集合S中還存在n'條母線，n'《n;其中，Uj^為母線j的實時測量電壓，U,為母線j的濾波電壓上限，U,母線j的濾波電壓下限；設定為額定線電壓的0.8倍，U,為額定線電壓的1.2倍；14)根據集合S內n'條母線的電壓、n'條母線所屬的變電站和n'條母線的權重係數，計算得到X;具體步驟如下141)將集合S內的n'條母線按所屬變電站分為若干個組，使每一組的母線屬於同一變電站；採用算術平均值計算得到同一組內母線電壓值UkSt，即〃."=其中Sk表示變電站k內母線集合，rik表示Sk內的母線數量，Ujbs表示變電站k內母線j的電壓；若Ujbs低於該變電站設定的母線的高壓並聯電抗器退運電壓控制下限UkartD、則令;'=1,否則；''=0,&"為變電站k內母線是否越下限的綜合指標；￡/r'=￡/f*-M/;其中，UkStDL為母線當前時刻的運行電壓下限，AU為裕度值；142)令1=!,/'，其中WkSt為被檢測的變電站k內的各母線電壓權重係數，變電站k內條母線電壓權重係數相同；集合S內的各變電站母線電壓權重係數取值範圍是O-l.O內的實數；各變電站母線權重係數確定原則是與當前高壓並聯電抗器屬於同一變電站的母線電壓權重係數加上任意一個其他變電站的母線電壓權重係數之和大於l，所有不同於高壓並聯電抗器所屬變電站的母線電壓權重係數之和小等於1;15)如果X>l，則認為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標越限，轉入步驟16)如果X《l，則認為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標沒有越限，然後轉入步驟17);i6)rx數值加i，判斷此時rx是否超過設定值rxmax;如果rx>rxmax，則認為滿足高壓並聯電抗器退出運行的條件，下指令退出運行該高壓並聯電抗器的指令，轉入步驟17);如果『《T，x，則認為時間上還未達到退運的條件，等待時間At後轉入步驟13);18)等待，直到下一個監測周期到來時轉入步驟11);所述已退出的高壓並聯電抗器自動恢復投運的方法，具體包括以下步驟21)當監測周期到來時，將當前需要控制的高壓並聯電抗器的指標rx'、X'初始化，令r"=0，X'二0;其中X'為該高壓並聯電抗器的的母線電壓恢復綜合指標，X'值由計算得到，rx'為連續對x'的判斷結果為x'>1的次數；Tex'其取值範為是0到T"隨'，其中T"隨'為整數，且滿足CT隨'+l)*At=T';T'為當高壓並聯電抗器的母線電壓恢復綜合指標X'>1的時間達到恢復投運當前高壓並聯電抗器的時間，T'典型值為5-15分鐘；At為監測周期，At典型值為3-5分鐘；22)通過在線搜索或者事先設定，得到對該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S:搜索或者設定的方法為先令集合S為空集，設當前高壓並聯電抗器掛接在母線A上，母線A通過m條線路與m條其他母線在電氣上直接相連，從母線A出發通過這m條線路找到線路對端的母線，將找到的這m條母線和母線A作為集合S的元素，集合S內包含n條母線，且n=m+l，n、m是自然數；23)採集集合S內n條母線的電壓，對其中第j條母線，l《j《n，進行濾波，若C/f'S^C/f，則認為該母線電壓有效，反之將該母線從集合S中剔除；濾波後，集合S中還存在n'條母線，n'《n;其中U,為母線j的濾波電壓上限，U,為母線j的濾波電壓下限，為母線j的實時測量電壓；設定為額定線電壓的0.8倍，U,為額定線電壓的1.2倍；24)根據集合S內n'條母線的電壓、n'條母線所屬的變電站和n'條母線的權重係數，計算得到X';具體步驟如下241)將集合S內的n'條母線按所屬變電站分為若干個組，使每一組的母線屬於同一變電站；採用算術平均值計算得到同一組內母線電壓值UkSt，即『,=減，*，其中Sk表示變電站k內母線集合，rik表示Sk內的母線數量，Ujbs表示變電站k內母線j的電壓；若Ujbs高於該變電站設定的高壓並聯電抗器恢復投運電壓定值Ukrsi，則令1廣=1,否則l了'=0，Xkst'為變電站k內母線是否恢復到一定水平的綜合指標；242)令1'=1]《'',/，其中WkSt為被檢測的變電站k的母線電壓值權重係數，變電站k內的nt條母線權重係數相同；集合S內的各變電站母線電壓權重係數取值範圍是0-1.0內的實數；各變電站母線權重係數確定原則是與當前高壓並聯電抗器屬於同一變電站的母線電壓權重係數加上任意一個其他變電站的母線電壓權重係數之和大於l，所有不同於高壓並聯電抗器所屬變電站的母線電壓權重係數之和小等於1;25)判斷是否所有母線電壓已恢復，如果X'>l，則認為所有母線電壓已恢復，則轉入步驟26)，否則轉入步驟28);26)rx'數值加i，判斷此時rx'是否超過設定值r"ax';如果r">rxmax'，則認為滿足高壓並聯電抗器恢復投運條件，下指令恢復投運該高壓並聯電抗器，轉入步驟27);如果r"《T"，則認為時間上還未達到該高壓並聯電抗器恢復投運的條件，等待時間At後轉入步驟23)，其中At為監測周期；27)判斷該高壓並聯電抗器是否允許自動恢復，若判斷結果為允許自動恢復則下發指令使該高壓並聯電抗器自動恢復投運；允許自動恢復投運當前高壓並聯電抗器的判斷準則至少同時滿足以下4個條件271)該高壓並聯電抗器是由於自動控制退出的電抗；272)該高壓並聯電抗器在被切除後到自動回復之前，其高壓並聯電抗器開關位置沒有發生過變化，並且其高壓並聯電抗器一次、二次設備沒有發出過告警，並且遠方/就地軟壓板沒有發生過變位；273)若該高壓並聯電抗器安裝在變電站，則該變電站現場的電容器均已退出，或都準備退出，低壓電抗器尚未投入，或準備投入；274)若該高壓並聯電抗器安裝在電廠，在其自動恢復投入狀態之前投入高壓並聯電抗器前，發電機的功率因數在0.98-1.0之間或機組進相運行；30)等待，直到下一個監測周期到來時轉入步驟21);本發明的特點和效果本發明從考慮系統全局控制的角度出發，針對正常方式為投運的高壓並聯電抗器，研究如何在緊急情況下將高壓並聯電抗器自動切除，以及在系統恢復正常後，如何將此高壓並聯電抗器自動投運。本發明設計了母線電壓越限綜合指標X，以此作為高壓並聯電抗器自動退出運行的判據；設計了母線電壓恢復綜合指標X'，以此作為高壓並聯電抗器自動退出運行後自動恢復投運的判據。通過在線獲取電網數據並實時計算X和X'，實現了高壓並聯電抗器的自動控制。本發明提出的方法可保證電網安全穩定運行，該方法可集成在現場運行的自動電壓控制系統中，從控制中心對高壓並聯電抗器實現遠方自動控制。圖1為本發明中高壓並聯電抗器的自動退出運行的方法流程圖。圖2為本發明中高壓並聯電抗器的自動恢復投運的方法流程圖。具體實施例方式本發明提出的考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法結合附圖以及實施例詳細說明如下本發明提出的方法，對於每一個要進行自動退出運行和自動恢復投運高壓並聯電抗器，通過基於一定準則的自動檢索或者事先設定，可以得到對這個高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S，集合S內所有母線的電壓作為該高壓並聯電抗器是否動作的判斷函數的輸入參數。對於需要進行自動退出運行和自動恢復投運的高壓並聯電抗器，校核集合S內母線電壓是否越下限。集合S內的不同母線在判斷函數中的權重是不同的，本發明採用加權求和的方式給出該高壓並聯電抗器關於集合S中母線電壓的綜合電壓越限指標X和母線電壓恢復綜合指標X'，以此為高壓並聯電抗器動作的判斷條件。本發明提出的考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法，其特徵在於，包括高壓並聯電抗器的自動退出運行和高壓並聯電抗器自動恢復投運兩部分；其中，第一部分的控制對象為投運中、待判斷是否需要自動退出運行的高壓並聯電抗器，其控制流程圖如圖1所示，具體包括以下步驟ii)當監測周期到來時，將當前需要控制的高壓並聯電抗器的指標rx、X初始化，令formulaseeoriginaldocumentpage9;其中，X為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標，X值由計算得到，rx為連續對x的判斷結果為x>i的次數；由於電網電壓是在一定範圍內不斷變化的，本發明方法並不是一檢測到母線電壓越限綜合指標X大於1就立刻對高壓並聯電抗器進行控制。當連續判斷X大於1的次數累計達到一定值rxmax時可以認為電網電壓狀態確實發生了較大變化，說明母線電壓越限這一狀態已經持續了相應的一段時間，不是一個短暫現象，需要進行控制。同時這也是為了避免設備不必要的頻繁動作；因此r1其取值範為是o到rxmax，其中rxmax是事先設定的整數，設定原則如下首先事先設定當高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標X大於1的時間達到一定值T時可以退出當前高壓並聯電抗器，T典型值為5-15分鐘；然後由監測周期At來推算，At典型值為3-5分鐘，據此計算Texmax，必須滿足formulaseeoriginaldocumentpage912)通過在線搜索或者事先設定，得到對該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S:(對於要進行控制的高壓並聯電抗器，其控制策略生成函數的輸入參數並不是來自全網所有母線，而是有範圍的)通過在線搜索或者事先設定，得到對該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S;搜索或者設定的方法為先令集合S為空集，設當前高壓並聯電抗器掛接在母線A上，母線A通過m條線路與m條其他母線在電氣上直接相連，從母線A出發通過這m條線路找到線路對端的母線，將找到的這m條母線和母線A作為集合S的元素，集合S內包含n條母線，n、m是自然數，且n=m+l;13)採集集合S內n條母線的電壓，對於其中第j條母線，其中1《j《n，進行濾波(由於採集的母線電壓可能存在錯誤，需要進行濾波，將壞數據剔除，避免壞數據幹擾高壓並聯電抗器的自動控制的判斷準則)，若U，^l/^SC/f"，則認為該母線電壓有效，反之將該母線從集合S中剔除；濾波結果後，集合S中還存在n'條母線(作為監測範圍內的母線)，n'《n;其中，Uj^為母線j的實時測量電壓，U,、U,依次為母線J的濾波電壓上限、母線j的濾波電壓下限；U/l、U,為事先設定；一般設定為額定線電壓的0.8倍，U,為額定線電壓的1.2倍；14)根據集合S內n'條母線的電壓、n'條母線所屬的變電站和n'條母線的權重係數，計算得到X;具體步驟如下141)將集合S內的n'條母線按所屬變電站分為若干個組，每一組的母線屬於同一變電站(不同組的母線不可能屬於同一變電站)；採用算術平均值計算得到同一組內母線電壓值Uk,即:formulaseeoriginaldocumentpage9其中Sk表示變電站k內的母線集合，rik表示Sk內的母線數量，Ujbs表示變電站k內母線j的電壓；若Ujbs低於該變電站設定的母線的高壓並聯電抗器退運電壓控制下限UkartD、則令1:'=1，否則《=0，Xkst為變電站k內母線是否越下限的綜合指標;LT"^f/fi-AC/;式中，^3皿為母線當前時刻的運行電壓下限(W值由電力系統的運行規則設定AU為裕度值(AU可以根據運行經驗或者仿真計算得出僅由於當前高壓並聯電抗器的切除導致母線j的電壓上升，AU取為母線j的這個電壓上升量作為AU的值，典型的AU值為2kV);142)令1=17，其中WkSt為被檢測的變電站k內的各母線電壓權重係數，變電站k內nk條母線電壓權重係數相同；集合S內的各變電站母線電壓權重係數取值範圍是O-l.O內的實數；各變電站母線權重係數確定原則是與當前高壓並聯電抗器屬於同一變電站的母線電壓權重係數加上任意一個其他變電站的母線電壓權重係數之和大於l，所有不同於高壓並聯電抗器所屬變電站的母線電壓權重係數之和小等於l(即如果母線j與當前要控制的高壓並聯電抗器屬於同一變電站，則其權重係數要明顯大於其他不屬於當前要控制的高壓並聯電抗器所屬變電站的母線)。15)如果X>l，則認為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標越限，轉入步驟16)如果X《l，則認為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標沒有越限，然後轉入步驟17);16)Tex數值加l，判斷此時Tex是否超過設定值Texmax。如果Tex>Texmax，則認為滿足高壓並聯電抗器退出運行的條件，下指令退出運行該高壓並聯電抗器的指令，轉入步驟17);如果T6X《T6xmax，則認為時間上還未達到退運的條件，等待時間At後轉入步驟13)，其中At為監測周期；17)等待，直到下一個監測周期到來時轉入步驟11);第二部分的控制對象是由於在第一部分的控制方法中，已退出運行的、待判斷是否需要自動恢復投運的高壓並聯電抗器；其控制流程圖如圖2所示，具體包括以下步驟21)當監測周期到來時，將當前需要控制的高壓並聯電抗器的指標rx'、X'初始化，令r"=0，X'=0。其中X'是計算得出的指標，它為該高壓並聯電抗器的的母線電壓恢復綜合指標，rx'的數值為連續對x'的判斷結果為x'>1的次數；(由於電網電壓是在一定範圍內不斷變化的，並不是一檢測到母線電壓恢復綜合指標X'大於l就立刻對高壓並聯電抗器進行控制。當連續判斷到X'大於l的次數累計達到一定值時可以認為母線電壓恢復到一定水平這一狀態已經持續了相應的一段時間，不是一個短暫現象，需要恢復投運之前由於自動控制而退出的高壓並聯電抗器。同時這也是為了避免設備不必要的頻繁動作)rx'其取值範圍是0到rxmax'，其中T，a"為整數，且必須滿足Crmax'+l)*At=T'，T'為當高壓並聯電抗器的母線電壓恢復綜合指標X'>l的時間(即可以恢復投運當前高壓並聯電抗器)，T'典型值為5-15分鐘；At為監測周期，At典型值為3-5分鐘；22)通過在線搜索或者事先設定，得到對該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S:(對於要進行控制的高壓並聯電抗器，其控制策略生成函數的輸入參數並不是來自全網所有母線，而是有範圍的。通過在線搜索或者事先設定，可以得到對這個該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S)搜索或者設定的方法為先令集合S為空集，設當前高壓並聯電抗器掛接在母線A上，母線A通過m條線路與m條其他母線在電氣上直接相連，從母線A出發通過這m條線路找到線路對端的母線，將找到的這m條母線和母線A作為集合S的元素，從而確定了集合S，集合S內包含n條母線，且n二m+l，n、m是自然數；23)採集集合S內n條母線的電壓，對於其中第j條母線，其中1《j《n，進行濾波，若C/ftSC/^SC/,，則認為該母線電壓有效，反之將該母線從集合S中剔除；結果為集合S中還存在n'條母線，n'《n;其中U,為母線j的濾波電壓上限，U,為母線j的濾波電壓下限，為母線j的實時測量電壓。U/\為事先設定；(進行濾波是為了避免壞數據幹擾高壓並聯電抗器的自動控制的判斷準則)一般設定為額定線電壓的0.8倍，UjUL為額定線電壓的1.2倍。24)根據集合S內n'條母線的電壓、n'條母線所屬的變電站和n'條母線的權重係數，計算得到X';具體步驟如下241)將集合S內的n'條母線按所屬變電站分為若干個組，使每一組的母線屬於同一變電站(不同組的母線不可能屬於同一變電站)；採用算術平均值計算得到同一組內母線電壓值Uk,即:X《，formulaseeoriginaldocumentpage11其中Sk表示變電站k內屬於監測範圍內的母線集合，nk表示Sk內的母線數量，Ujbs表示變電站k內的母線j的電壓；若Ujbs高於該變電站設定的高壓並聯電抗器恢復投運電壓定值W，則令I:''=1,否則W《,其中W為電抗恢復投入電壓定值，表示母線電壓由越下限恢復，並上升一定量後的電壓值，Ukr6^為由電力系統運行規則所確定的決定母線j的電壓運行上限，同時必須但不僅限於保證切除該高壓並聯電抗器後，Ujbs立刻低於控制運行的下限，此時，Xkst'為變電站k內母線是否恢復到一定水平的綜合指標；242)令I'=、》7，其中Wkst為被檢測的變電站k的母線電壓值權重係數，變電站k內參與X'的計算的nk條母線權重係數相同，令Wkst等於這nk條母線的權重係數，取值範圍是O-l.O內的實數，是事先給定；各變電站母線權重係數確定原則是，與當前高壓並聯電抗器屬於同一變電站的母線電壓權重係數加上任意一個其他變電站的母線電壓權重係數之和大於l，所有不同於高壓並聯電抗器所屬變電站的母線電壓權重係數之和小等於l(即如果母線j與當前要控制的高壓並聯電抗器屬於同一變電站，則其權重係數要明顯大於其他不屬於當前要控制的高壓並聯電抗器所屬變電站的母線)。25)判斷是否所有母線電壓已恢復，如果X'>l，則認為所有母線電壓已恢復，則轉入步驟26)，否則轉入步驟28);26)rx'數值加i，判斷此時rx'是否超過設定值r"ax';如果r">rxmax'，則認為滿足高壓並聯電抗器恢復投運條件，下指令恢復投運該高壓並聯電抗器，轉入步驟27);如果r"《T"，則認為時間上還未達到該高壓並聯電抗器恢復投運的條件，等待時間At後轉入步驟3)，其中At為監測周期；27)判斷該高壓並聯電抗器是否允許自動恢復。如果判斷結果為允許自動恢復則下發指令使該高壓並聯電抗器自動恢復投運；允許自動恢復投運當前高壓並聯電抗器的判斷準則至少必須同時滿足以下4個條件271)該高壓並聯電抗器是由於自動控制退出的電抗；272)該高壓並聯電抗器在被切除後到自動回復之前，其高壓並聯電抗器開關位置沒有發生過變化，並且其高壓並聯電抗器一次、二次設備沒有發出過告警，並且遠方/就地軟壓板沒有發生過變位；273)若該高壓並聯電抗器安裝在變電站，則該變電站現場的電容器均已退出，或都準備退出，低壓電抗器尚未投入，或準備投入；274)若該高壓並聯電抗器安裝在電廠，在其自動恢復投入狀態之前投入高壓並聯電抗器前，發電機的功率因數應在0.98-1.0之間或機組進相運行；28)等待，直到下一個監測周期到來時轉入步驟21)e本發明方法的一個實施例，具體說明如下本發明實施例考慮變電站A的一個高壓並聯電抗器，與其控制有關的檢測集合S內有屬於5個變電站的500kV母線，一共12條，每條母線的高壓並聯電抗器退運電壓控制下限、母線電壓權重係數、高壓並聯電抗器恢復投運電壓定值，如表1所示。設定假定監測周期為At=5分鐘，T=T'=15分鐘，則Texmax=Texmax'=2，若且唯若Tex由0依次增加到1、2、3，共3*5分鐘=15分鐘內X>1條件成立，此時在電壓越限時間上滿足切除高壓並聯電抗器的條件；若且唯若rx'由O依次增加到1、2、3，共3*5分鐘=15分鐘內X'>1條件成立，此時在電壓已經恢復的時間上滿足恢復投運當前已經因為自動控制而退出運行的高壓並聯電抗器的條件。表1變電站A高壓並聯電抗器控制的參考母線及其參數tableseeoriginaldocumentpage12tableseeoriginaldocumentpage131)當監測周期來臨時，當監測周期到來時，將當前需要控制的高壓並聯電抗器的指標rx、x初始化，令rx=o，x=o。其中x表示該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標，rx的數值為連續對x的判斷結果為x>i的次數。2)獲得該的檢測母線集合S。集合S內有n條母線，n是自然數；本實施例中，集合S只包括表1中所列舉的母線，n=12。表2Tra=0時採集的母線電壓以及計算所得的指標Xkst、Xtableseeoriginaldocumentpage133)採集集合S內這n條母線的電壓，對於其中第j條母線，其中1《j《n，進行濾波，若f/ri《'"'、Lf'，則認為該母線電壓有效。其中U,、U,依次為母線j的濾波電壓上限、母線j的濾波電壓下限，為母線j的當前電壓。U/\為事先設定，Ujeur為實時量測；本實施例中，電壓採集結果如表2所示，本次採集結果為母線電壓這一列。取t/""1.2承525-630kV,Of:0.8楊25-4扁kV進行濾波，濾波結果為所有母線電壓有效，n'=n=12;4)計算出該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標X。計算各變電站的站內母線電壓值UkSt，然後與該變電站的高壓並聯電抗器退運電壓控制下限比較，若C/:'<C/f則；'=1，否則《=0，然後根據母線電壓權重係數Wkst，計算得到:=gW'T;例如，變電站A的W=(504.6+504.5)/2=504.55kV，C/f觀-505kV,由於l7，1;5)rx數值加i，判斷此時rx是否超過設定值rxmax。本實施例中，取rxmax=2，事先設定等待時間At=5分鐘。此時r1=0+1=1，1i，rx數值加i，此時rx=1+1=2=rxmax。所以等待時間at後重複步驟3)、4)、5)，即採集電壓，計算x，結果如表4，x=i.2>i，rx數值加i，此時r1=2+1=3>1^"，所以認為母線電壓越限綜合指標連續地達到該高壓並聯電抗器退出運行的標準超過預先設定的時間T=15分鐘，下達該高壓並聯電抗器退出運行的指令。表3T6X=1時採集的母線電壓以及計算所得的指標Xkst、Xtableseeoriginaldocumentpage14表4Tex=2時採集的母線電壓以及計算所得的指標Xkst、Xtableseeoriginaldocumentpage156)等待監測周期的到來；7)監測周期到來時，初始化當前要進行控制的高壓並聯電抗器的指標X'和，令x'=0，T6"=0。其中x'是計算得出的指標，它表示該高壓並聯電抗器的母線電壓恢復綜合指標，rx'的數值表示已經有連續rx'次對x'的判斷結果為x'>1;判斷該高壓並聯電抗器是否是由於自動控制退出的。判斷結果為當前高壓並聯電抗器確實是由於自動控制而退出的。8)獲得該的檢測母線集合S。集合S內包含n條母線，n是自然數；本實施例中，集合S只包括表1中所列舉的母線，n=12。9)採集這n條母線的電壓，對於其中第j條母線，其中1《j《n，進行濾波，若C/f56f'、Lf，則認為該母線電壓有效。其中UjUl、U,依次為母線j的濾波電壓上限、母線j的濾波電壓下限，為母線j的實時測量電壓。U/\為事先設定，本實施例中，電壓採集結果如表5所示，本次採集結果為母線電壓這一列。取t/f'4.2^525-630kV,￡/，=0.8*525=420^進行濾波，濾波結果為所有母線電壓有效，n'=n=12;10)計算母線電壓恢復綜合指標X'，判斷是否所有母線電壓已恢復。例如，變電站A的[^=(525.1+525,0)/2=525.05W't/f感525kV,由於l/f>C/ftt所以4"'=1。算出所有有關變電站的XkSt'，如表5所示。:'=1:^'''7=1'0'8+1'0'4=1-2>1，認為所有母線電壓已恢復，高壓並聯電抗器可以恢復投運。表5母線電壓以及計算所得的指標XkSt'、X'tableseeoriginaldocumentpage16ii)rx'數值加i，判斷此時r"是否超過設定值rxmax'。本實施例中，取rxmax'=2，事先設定等待時間At=5分鐘。此時T"'=0+1=l，li，rx'數值加i，此時rx'=i+i=2=rxmax'。所以等待時間At後重複8)、io)ui)，即採集電壓，計算x'，結果依然如表5，x'=i.2>i，rx'數值加i，此時rx'=2+1=3>T"，所以認為母線電壓恢復綜合指標連續地達到該高壓並聯電抗器恢復投運的標準超過預先設定的時間T'。12)判斷該高壓並聯電抗器是否允許自動恢復。允許自動恢復投運當前高壓並聯電抗器的判斷準則為必須同時滿足以下4個條件a)該高壓並聯電抗器是由於自動控制退出的電抗；b)該高壓並聯電抗器在被切除後到自動回復之前，其高壓並聯電抗器開關位置沒有發生過變化，並且其高壓並聯電抗器一次、二次設備沒有發出過告警，並且遠方/就地軟壓板沒有發生過變位；c)若該高壓並聯電抗器安裝在變電站，則該變電站現場的電容器均已退出，或都準備退出，低壓電抗器尚未投入，或準備投入；d)若該高壓並聯電抗器安裝在電廠，在其自動恢復投入狀態之前投入高壓並聯電抗器前，發電機的功率因數應在0.98-1.0之間或機組進相運行；判斷結果為4個條件都滿足，所以下達高壓並聯電抗器恢復投運指令。13)等待至下一個監測周期的到來時，開始新一輪的控制。權利要求一種考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法，其特徵在於，包括當前運行的高壓並聯電抗器自動退出運行和已退出的高壓並聯電抗器自動恢復投運兩部分；其中，所述當前運行的高壓並聯電抗器自動退出運行的方法，具體包括以下步驟11)當監測周期到來時，將當前需要控制的高壓並聯電抗器的指標Tex、X初始化，令Tex＝0，X＝0；其中，X為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標，X值由計算得到，Tex為連續對X的判斷結果為X＞1的次數；Tex其取值範為是0到Texmax，其中Texmax為整數，且滿足(Texmax+1)*Δt＝T；T為當高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標X大於1的時間達到退出當前高壓並聯電抗器的時間，T取值範圍為5-15分鐘；Δt為監測周期，Δt取值為3-5分鐘；12)通過在線搜索或者事先設定，得到對該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S搜索或者設定的方法為先令集合S為空集，設當前高壓並聯電抗器掛接在母線A上，母線A通過m條線路與m條其他母線在電氣上直接相連，從母線A出發通過這m條線路找到線路對端的母線，將找到的這m條母線和母線A作為集合S的元素，集合S內包含n條母線，且n＝m+1，n、m是自然數；13)採集集合S內n條母線的電壓，對其中第j條母線，1≤j≤n，進行濾波，若則認為該母線電壓有效，反之將該母線從集合S中剔除；濾波後，集合S中還存在n′條母線，n′≤n；其中，UjCur為母線j的實時測量電壓，UjUL為母線j的濾波電壓上限，UjDL母線j的濾波電壓下限；設定UjDL為額定線電壓的0.8倍，UjUL為額定線電壓的1.2倍；14)根據集合S內n′條母線的電壓、n′條母線所屬的變電站和n′條母線的權重係數，計算得到X；具體步驟如下141)將集合S內的n′條母線按所屬變電站分為若干個組，使每一組的母線屬於同一變電站；採用算術平均值計算得到同一組內母線電壓值Ukst，即Ukst=jSkUjbsnk,其中Sk表示變電站k內母線集合，nk表示Sk內的母線數量，Ujbs表示變電站k內母線j的電壓；若Ujbs低於該變電站設定的母線的高壓並聯電抗器退運電壓控制下限UkactDL，則令否則Xkst為變電站k內母線是否越下限的綜合指標；其中，UkstDL為母線當前時刻的運行電壓下限，ΔU為裕度值；142)令其中Wkst為被檢測的變電站k內的各母線電壓權重係數，變電站k內nk條母線電壓權重係數相同；集合S內的各變電站母線電壓權重係數取值範圍是0-1.0內的實數；各變電站母線權重係數確定原則是與當前高壓並聯電抗器屬於同一變電站的母線電壓權重係數加上任意一個其他變電站的母線電壓權重係數之和大於1，所有不同於高壓並聯電抗器所屬變電站的母線電壓權重係數之和小等於1；15)如果X＞1，則認為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標越限，轉入步驟16)如果X≤1，則認為該高壓並聯電抗器的母線電壓越限綜合指標沒有越限，然後轉入步驟17)；16)Tex數值加1，判斷此時Tex是否超過設定值Texmax；如果Tex＞Texmax，則認為滿足高壓並聯電抗器退出運行的條件，下指令退出運行該高壓並聯電抗器的指令，轉入步驟17)；如果Tex≤Texmax，則認為時間上還未達到退運的條件，等待時間Δt後轉入步驟13)；17)等待，直到下一個監測周期到來時轉入步驟11)；所述已退出的高壓並聯電抗器自動恢復投運的方法，具體包括以下步驟21)當監測周期到來時，將當前需要控制的高壓並聯電抗器的指標Tex′、X′初始化，令Tex′＝0，X′＝0；其中X′為該高壓並聯電抗器的的母線電壓恢復綜合指標，X′值由計算得到，Tex′為連續對X′的判斷結果為X′＞1的次數；Tex′其取值範為是0到Texmax′，其中Texmax′為整數，且滿足(Texmax′+1)*Δt＝T′；T′為當高壓並聯電抗器的母線電壓恢復綜合指標X′＞1的時間達到恢復投運當前高壓並聯電抗器的時間，T′典型值為5-15分鐘；Δt為監測周期，Δt典型值為3-5分鐘；22)通過在線搜索或者事先設定，得到對該高壓並聯電抗器進行控制所要考慮的母線集合S搜索或者設定的方法為先令集合S為空集，設當前高壓並聯電抗器掛接在母線A上，母線A通過m條線路與m條其他母線在電氣上直接相連，從母線A出發通過這m條線路找到線路對端的母線，將找到的這m條母線和母線A作為集合S的元素，集合S內包含n條母線，且n＝m+1，n、m是自然數；23)採集集合S內n條母線的電壓，對其中第j條母線，1≤j≤n，進行濾波，若則認為該母線電壓有效，反之將該母線從集合S中剔除；濾波後，集合S中還存在n′條母線，n′≤n；其中UjUL為母線j的濾波電壓上限，UjDL為母線j的濾波電壓下限，UjCur為母線j的實時測量電壓；設定UjDL為額定線電壓的0.8倍，UjUL為額定線電壓的1.2倍；24)根據集合S內n′條母線的電壓、n′條母線所屬的變電站和n′條母線的權重係數，計算得到X′；具體步驟如下241)將集合S內的n′條母線按所屬變電站分為若干個組，使每一組的母線屬於同一變電站；採用算術平均值計算得到同一組內母線電壓值Ukst，即Ukst=jSkUjbsnk,其中Sk表示變電站k內母線集合，nk表示Sk內的母線數量，Ujbs表示變電站k內母線j的電壓；若Ujbs高於該變電站設定的高壓並聯電抗器恢復投運電壓定值UkresDL，則令否則Xkst′為變電站k內母線是否恢復到一定水平的綜合指標；242)令其中Wkst為被檢測的變電站k的母線電壓值權重係數，變電站k內的nk條母線權重係數相同；集合S內的各變電站母線電壓權重係數取值範圍是0-1.0內的實數；各變電站母線權重係數確定原則是與當前高壓並聯電抗器屬於同一變電站的母線電壓權重係數加上任意一個其他變電站的母線電壓權重係數之和大於1，所有不同於高壓並聯電抗器所屬變電站的母線電壓權重係數之和小等於1；25)判斷是否所有母線電壓已恢復，如果X′＞1，則認為所有母線電壓已恢復，則轉入步驟26)，否則轉入步驟28)；26)Tex′數值加1，判斷此時Tex′是否超過設定值Texmax′；如果Tex′＞Texmax′，則認為滿足高壓並聯電抗器恢復投運條件，下指令恢復投運該高壓並聯電抗器，轉入步驟27)；如果Tex′≤Texmax′，則認為時間上還未達到該高壓並聯電抗器恢復投運的條件，等待時間Δt後轉入步驟23)，其中Δt為監測周期；27)判斷該高壓並聯電抗器是否允許自動恢復，若判斷結果為允許自動恢復則下發指令使該高壓並聯電抗器自動恢復投運；允許自動恢復投運當前高壓並聯電抗器的判斷準則至少同時滿足以下4個條件271)該高壓並聯電抗器是由於自動控制退出的電抗；272)該高壓並聯電抗器在被切除後到自動回復之前，其高壓並聯電抗器開關位置沒有發生過變化，並且其高壓並聯電抗器一次、二次設備沒有發出過告警，並且遠方/就地軟壓板沒有發生過變位；273)若該高壓並聯電抗器安裝在變電站，則該變電站現場的電容器均已退出，或都準備退出，低壓電抗器尚未投入，或準備投入；274)若該高壓並聯電抗器安裝在電廠，在其自動恢復投入狀態之前投入高壓並聯電抗器前，發電機的功率因數在0.98-1.0之間或機組進相運行；28)等待，直到下一個監測周期到來時轉入步驟21)。全文摘要本發明涉及考慮系統電壓安全的高壓並聯電抗器遠方自動控制方法，屬於電力系統自動電壓控制
技術領域：
；本發明的方法為設母線電壓越限綜合指標X，以此作為高壓並聯電抗器自動退出運行的判據；設計了母線電壓恢復綜合指標X′，以此作為高壓並聯電抗器自動退出運行後自動恢復投運的判據。通過在線獲取電網數據並實時計算X和X′，實現了高壓並聯電抗器的在線遠方自動控制；本發明可實現在緊急情況下將高壓並聯電抗器自動切除，以及在系統恢復正常後，將此高壓並聯電抗器自動投運，從而保證電網安全穩定運行。文檔編號H02P13/00GK101697474SQ20091021056公開日2010年4月21日申請日期2009年11月10日優先權日2009年11月10日發明者孫宏斌,張雪軒,李笑蓉,李群炬,李勝,湯磊,王蓓,袁萍,賈琳,郭慶來,陳銳申請人:華北電網有限公司;清華大學;華北電力科學研究院有限責任公司;