電力系統自動電壓控制方法
2023-05-28 11:29:21 1
專利名稱：電力系統自動電壓控制方法
技術領域：
本發明涉及電力系統中的電壓無功自動控制方法，即一種通過對控制量(母線電壓U、主變壓器輸入無功功率Q)進行精細分區並結合控制量的變化趨勢進行自動電壓控制的方法。
根據有無電容器(電抗器)組和變壓器調壓開關類型，可分為三種控制方式1、有電容器(電抗器)組且變壓器為有載調壓開關對無功和電壓進行綜合控制，目標是將母線電壓和無功功率控制在規定的上、下限值之間；2、有電容器(電抗器)組且變壓器為無激磁調壓開關目標是通過投切電容器(電抗器)組將母線電壓控制在規定的上、下限值之間；3、無電容器(電抗器)組且變壓器為有載調壓開關目標是通過調節變壓器有載調壓開關將母線電壓在規定的上、下限值之間。
其中第3種控制方式，動作原理簡單，而且實際運行的變電站很少有採用有載調壓開關而不配置電容器的，故通常不予研究。針對第1種和第2種控制方式，在現有控制方法中，因為控制量(母線電壓U、無功功率Q)分區過粗，對母線電壓和無功功率均僅由上、下限值將其劃分為合格、超上限、超下限三個區域，且未考慮控制量的變化趨勢，故控制功能較差，在實際運行中常出現裝置動作頻繁、調節系統運行電壓和無功潮流不及時、母線電壓合格率較低或無功潮流不合理等問題。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是將母線電壓U分為7個控制區域，在每個控制區域中，結合考慮實測的母線電壓的上升、不變和下降3種變化趨勢，對無功設備的工作方式進行自動控制(電容器組的投切、有載調壓開關的調整)，從而實現對母線電壓的精確控制。採用所述方法的結果是對第1種控制方式，能在電容器投切次數、有載調壓開關調整次數較少的情況下，獲得較理想的無功潮流和較好的電壓合格率；對第2種控制方式，能夠在電容器(電抗器)組投切次數較少的前提下達到較高的電壓合格率。
根據本發明的上述控制方法，其特徵是採用以下的技術步驟1、確定控制區域的分界參數值所述參數值包括電壓的合格值上限、理想值上限、理想值下限、合格值下限；其中合格值上限和合格值下限的數值按《電力系統電壓和無功電力技術導則》的規定確定；理想值上限和理想值下限的數值由系統運行要求確定；以合格值上限與理想值上限之間的中間值作為上中線值；以理想值下限與合格值下限之間的中間值為下中線值；2、以確定的上述6組隨時間變化的參數值為界，將被監測電壓的控制區域劃分為I、II、III、IV、V、VI、VII七個區；3、根據以被監測電壓的量值、對應時段所處的區位及其在單位時間間隔內電壓的上升、不變或下降3種變化趨勢，對無功設備組的投切方式進行選擇控制。
上述控制方法適用於控制變電站兩種以內(A、B)不同電壓等級的母線電壓，即通過採集A、B級母線電壓作為控制目標，根據需要由用戶分別定義為「優先保證電壓」及「監測電壓」，並可以更改。
根據母線電壓是一種或是兩種，本發明的投切方式分別以兩套動作規則實現。
採用本發明控制方法的無功設備應滿足以下的技術條件1、無功設備的安全監視電壓無功設備以其運行所在YX母線電壓(UYX)作為安全監視電壓。當UYX≥Umax千伏時、應閉鎖無功自動投切功能，且按每間隔b秒鐘切出一組無功設備的速度加速切除。當UYX≤(Umax-U差壓)千伏時，停止對無功設備的加速切除，恢復無功設備的自動投切功能。
其中b、Umax、U差壓值由用戶整定，Umax根據無功設備可承受的最高工作電壓值整定，且b、Umax、U差壓均可按定值通知單進行修改。
2、根據本發明控制方法構成的控制系統AVC的閉鎖功能當某組無功設備保護跳閘或手動跳閘時，閉鎖該組無功設備的AVC。
當某組在停用狀態時閉鎖該組的控制系統。
當主變YX母線側總路開關在斷開狀態時閉鎖對應主變的AVC。
當控制系統判斷結果將出現不利的無功設備組合時，閉鎖對應主變的AVC，自動切換為手動控制。
參見附圖
被監測電壓值(包括「優先保證電壓」及「監測電壓」)由合格值上限、上中線、理想值上限、理想值下限、下中線、合格值下限6條折線劃分為I、II、III、IV、V、VI、VII七個區域。
被監測電壓(值包括優先保證電壓及監測電壓)變化趨勢的變化判別是分別以a秒鐘為間隔採樣值進行大小比較，用以判斷電壓變化趨勢。即當Uta-Ut0≥m千伏時，定義為電壓上升(「升」)；當Ut0-Uta≥m千伏時，定義為電壓下降(「降」)；當|Uta-Ut0|＜m千伏時，定義為電壓穩定(「穩」)。
a及m值由用戶確定，並可按定值通知單進行修改。實施例中母線電壓採用間隔a＝1分鐘；m＝0.1千伏；無功設備最高運行電壓Umax＝40千伏；加速切除間隔b＝60秒；解除閉鎖差壓值U差壓＝1.5千伏。
在對無功設備組的投切方式進行選擇控制方面，若控制目標僅有1個控制電壓，當AVC裝置投運後，系統開始計時，並從t0時刻開始測量及記錄電壓值Ut0，至與t0時刻相距a分鐘的下一個時刻t0再測量和記錄電壓值Uta，根據Ut0、Uta的大小判斷電壓的變化趨勢，然後根據t0時刻的電壓值Ut0及t0→ta區間內的電壓變化趨勢，按表1列出的「動作規則1」決定是否投切無功設備組。
若控制目標有2個控制電壓，則仍按上述規定對2個控制電壓同時分別測量電壓、計算電壓變化趨勢及單獨進行判斷，然後根據表2列出的「動作規則2」進行綜合判斷，以決定是否投切無功設備組。表1動作規則1(僅有1個控制電壓) 表2動作規則2(有2個控制電壓，其中1個為「優先保證電壓」，另1個為「監視電壓」)。 對表1和表2的說明①同一組母線上投(切)電容器等同於切(投)電抗器，規則表中為敘述方便，均統稱為無功設備並作為投切對象。②當對無功設備組的動作要求為投(切)而已無無功設備可投(切)時，則不動作，但若此時某一控制電壓處於I區或VII區時裝置應報警。③「優定」指根據定義的「優先保證電壓」單獨判斷結果決定；「監定」指根據定義的「監視電壓」單獨判斷結果決定。
當控制量為無功功率Q時，也適用於本發明控制方法。
權利要求
1.一種電力系統自動電壓控制方法，其特徵是採用以下的技術步驟(1)、確定控制區域的分界參數值所述參數值包括電壓的合格值上限、理想值上限、理想值下限、合格值下限；其中合格值上限和合格值下限的數值按《電力系統電壓和無功電力技術導則》的規定確定；理想值上限和理想值下限的數值由系統運行要求確定；以合格值上限與理想值上限之間的中間值作為上中線值；以理想值下限與合格值下限之間的中間值為下中線值；(2)、以確定的上述6組隨時間變化的參數值為界，將被監測電壓的控制區域劃分為I、II、III、IV、V、VI、VII七個區；(3)、根據以被監測電壓的量值、對應時段所處的區位及其在單位時間間隔內電壓的上升、不變或下降3種變化趨勢，對無功設備組的投切方式進行選擇控制；(4)、對無功設備組的投切方式進行選擇控制採用表(1)或表(2)的自動電壓控制的動作規則。表1 表全文摘要
本發明涉及的電力系統自動電壓控制方法，是將母線電壓U分為7個控制區域，在每個控制區域中，結合考慮實測的母線電壓的上升、不變和下降3種變化趨勢，對無功設備的工作方式進行自動控制，即電容器組的投切、有載調壓開關的調整，從而實現對母線電壓的精確控制。採用所述方法的結果是能在電容器投切次數、有載調壓開關調整次數較少的情況下，獲得較理想的無功潮流和較好的電壓合格率；或能夠在電容器(電抗器)組投切次數較少的前提下達到較高的電壓合格率。
文檔編號H02J3/16GK1445901SQ03117719
公開日2003年10月1日 申請日期2003年4月18日 優先權日2003年4月18日
發明者鄒景行, 許道林, 劉紹亭, 龍小平 申請人:重慶市電力公司