[发明专利]一种电力系统自动电压控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统稳定的自动控制的技术领域，具体的来说，是一种电力系统自动电压控制方法及装置。

背景技术

和频率一样，电压也是电能质量的重要指标之一。电压质量对电力系统稳定运行，降低线路损耗，保证工业和农业生产安全，提高产品质量，降低用电损耗等都有直接影响。造成电压波动的主要因索，一是用户无功负荷的变化，例如，高峰负荷和低谷负荷：二是电网内无功潮流的变化，如发电机组的开机与停机引起电网内的无功潮流的变化，在这些情况下，当电力系统中没有足够的无功电源和调压装置时，会产生大的电压波动和偏移，甚至出现低电压和高电压运行状态。电压的变化对用户的运行特性有很大影响。电压过高过低对用户以及电力系统都有不利的影响，因此，为了保证电器设备的正常工作，电力系统运行中必须进行系统电压的监视与调节，以保证电压偏移在允许变化范围之内。

发明内容

基于现有技术存在的不足，本发明提出了一种电力系统自动电压控制方法及装置，控制方法通过发电厂控制及变电站控制实现自动电压控制，发电厂的电压控制采用基于励磁调节器控制机端电压的方法。当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减，并通过机端变压器进一步影响到母线电压的高低，励磁电流的增减可通过改变励磁调节器(AVR)给定值实现。即是将发电机的实际端电压与给定值的偏差信号输入励磁调节器，从而调节发电机的励磁电流，控制机端电压为设定值。

在自动电压控制系统中，发电厂的自动电压控制根据总站下发的高压母线电压值与实时测量到的高压母线值进行比较，并将比较后的电压变化量输送给自动励磁调节器(AVR)，然后AVR再按照常规的方法控制发电机机端电压，进而达到控制高压母线电压的目的。因此，发电厂自动电压控制的控制目标是使高压母线电压达到设定的值或设定的范围，通过励磁调节器的给定对母线电压实现大闭环调节。

发电厂采用单元接线方式将发电机经升压变压器连接到母线，在并网运行中，发电压电压与高压母线电压间没有绝对的线性关系，在执行目标追踪过程中，采用逐次逼近的调节方法。

发电厂自动电压控制根据总站自动电压控制的指定电压协调厂内各机组的无功出力，使出现电压在指定电压上稳定运行。

发电厂自动电压控制是以控制升压变压器高压母线电压恒定或在一定的范围内为目标，以达到提高系统稳定性的目的。

X_e为发电机到电力系统的电抗，X_e＝X_L+X_T,X_d∑＝X_d+X_e，发电厂自动电压控制的目标是V_H恒定或在一定的范围内变化：V_H＝V_t-I_QX_T，其中：I_Q是发电机发出的无功电流。

当系统电压V_S下降时，V_H-V_S的差值变大，从而无功电流Q增加，即V_t＝V_H+I_QX_T，从而可以得出机端电压V_t增加，即增加发电机的无功出力，来维持系统电压的稳定。

在系统中，稳定极限为：

式中：E'_q为发电机q轴暂态电势，X'_d为发电机d轴暂态电抗，V_t为发电机机端电压，X_T为升压变压器电抗，V_H为升压变压器高压侧电压，X_L传输线电抗，V_S为系统电压。

发电厂自动电压控制通过控制励磁调节器的输入来调节励磁电流的大小，从而控制发电机机端电压的高低，以达到间接控制高压母线电压的目的，即发电厂自动电压控制可在发电机允许的范围内提高E'_q，从而使P_max提高，即提高系统的稳定极限，进而提高电能传输能力。

具体控制方法如下：