[发明专利]省地协调电压控制中省地协调运行状态的判断方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动电压控制技术领域，特别涉及基于双向协调约束的省地协调 电压控制中省地协调运行状态判断方法。

背景技术

自动电压控制(以下简称AVC，Automatic Voltage Control)系统是实现电网安全 (提高电压稳定裕度)、经济(降低网络损耗)、优质(提高电压合格率)运行的重要手段， 其基本原理是通过协调控制发电机无功出力、变压器分接头和无功补偿设备，实现电网内 无功电压的合理分布。

AVC系统的主站部分是在电力系统控制中心基于软件实现的，这要求其必须与电力系 统本身的调度管理体制保持一致。中国互联电网规模十分庞大，其运行由分层分区的多级 调度机构来负责管理，大区电网控制中心、省级电网控制中心和地区电网控制中心是其中 比较有代表性的三个调度级别。通常情况下，大区电网控制中心负责管理跨省的500kV联 络输电网，省级电网控制中心负责管理省内500/220kV输电网，地区电网控制中心负责管 理地区内110/10kV配电网。

大区、省、地三级电网在物理上互联一体，但是调度管理上分层分区，这给全局电网 的无功优化控制带来了极大困难。针对各级电网的独立控制方法，相互之间缺乏有效协调。 事实上，由于各级电网之间互相影响，传统的独立控制方法存在很大局限性。随着自动电 压控制系统在各级电网中的普遍推广，由于各自动电压控制系统的控制目标不一致、控制 信息不共享、控制操作不同步，从而引发控制系统之间的冲突和过调等问题，最终导致控 制频繁动作，并显著降低了控制品质。因此，大区电网、省级电网、地区电网之间的协调 电压控制势在必行。

在大区电网控制中心和省级电网控制中心的协调(下简称网省协调)控制方面，本申 请人曾经提出过专利授权号为ZL200710065588.9，名称为“一种大区电网与省级电网的 协调电压控制方法”的相关方法，其核心思想是利用上下级的联合最优潮流计算实现网省 电压控制。但该专利没有涉及省级电网和地区电网之间的协调(下简称省地协调)电压控 制方法。省地协调电压控制与网省协调电压控制问题有显著区别，其特殊性主要表现在：

1)地区电网管辖的低压电网元件众多，数据量大，在省级电网控制中心无法完全建 立或获取其模型，因此无法在省级电网控制中心通过全局优化计算进行协调控制。

2)地区电网一般是以220kV母线为根节点的辐射状电网，其内部无功元件的投切作 用最终都将体现在220kV变电站变压器关口无功变化上。

3)大区电网、省级电网的控制手段以连续变量(发电机)为主，而地区电网的控制 变量以离散变量为主，包括可投切低压电容、电抗，有载调压分接头档位等，其控制次数 和控制时间间隔都受到严格限制，因此在控制算法方面更侧重使用启发型方法。

在省地协调控制方面，邹根华，郭玉金，姚诸香等在《大电网省地协调自动电压控制 (AVC)的研究》(华中电力，2008年，第21卷第3期，9-11页)和《省地协调自动电压 控制(AVC)实现方法的研究》(中国电力，2008年，第41卷第12期，6-9页)进行了研 究，其核心思想是地区电网AVC系统上传无功上调能力和无功下调能力，在此基础上，省 级电网AVC系统下发关口功率因数目标，要求地区电网追随。这种方法本质上以省级电网 的利益为出发点，体现的是地区电网对省级电网的支持，但没有体现也无法实现省级电网 对地区电网的支持作用。事实上，由于电网之间的紧密耦合，省级电网对地区电网的影响 非常显著，省级电网的自动电压控制主要影响220kV母线电压，而220kV母线作为地区电 网的根节点，将直接影响地区辐射电网的整体电压水平，如果省级电网将220kV电压向不 合理的方向调节，可能导致整个地区辐射电网数十个低电压等级变电站控制设备的大面积 动作，但在现有的控制模式下，一方面地区电网只能被动的接收省级电网下发的控制目标， 无法针对省级电网不合理的控制行为进行反馈；另一方面，省级电网由于不掌握地区电网 内部的具体信息，也无从判定本身的控制行为是否对地区电网产生了负面影响，最终导致 上下级电网之间出现不合理的无功流动和控制动作。