[发明专利]一种计及无功电价补偿的自动电压控制系统和控制方法

说明书

本发明公开了一种计及无功电价补偿的自动电压控制系统和控制方法，通过对实际电网每个断面进行模拟计算，实时分析各节点电压控制情况，以网损及无功电价投入成本最小为目标，充分利用可再生能源的无功调节容量，实现计及无功电价补偿的逆变器调相运行自动电压控制(AVC)，提高电力系统运行安全性和稳定性。

技术领域

本发明涉及电网自动电压控制技术领域，具体而言涉及一种计及无功电价补偿的自动电压控制系统和控制方法。

背景技术

随着高比例可再生能源如风电、光伏及储能系统接入电力系统，其出力的间歇性与波动性对电网无功电压调节带来问题，尤其在可再生能源接入地区，仅靠配置的无动补偿设备远远无法满足功率波动带来的不平衡问题。利用逆变器有功无功解耦控制，甚至实现逆变器调相运行，为可再生能源送端乃至整个电网提供更为充足的无功备用容量。对风电、光伏等可再生能源而言，利用逆变器调相对电网进行无功电压调节，必然对其设备带来运行损坏、运行维护成本增加、网损增加、影响有功输送容量等。为此，在现有自动电压控制(AVC)辅助服务市场环境模式下，引入计及无功电价补偿的AVC方法，为可再生能源场站参与无功电压调节提供动力，具有重要的实用意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种计及无功电价补偿的自动电压控制系统和控制方法，通过对实际电网每个断面进行模拟计算，实时分析各节点电压控制情况，以网损及无功电价投入成本最小为目标，充分利用可再生能源的无功调节容量，实现计及无功电价补偿的逆变器调相运行自动电压控制(AVC)，提高电力系统运行安全性和稳定性。

为达成上述目的，结合图1，本发明还提及一种计及无功电价补偿的自动电压控制方法，所述方法包括：

S1：确定各场站有功及无功电价补偿参数，计算得到无功成本为：

f(Q_Gi)＝C_Q+C_loss+C_opp

其中，C_Q为投资成本，C_loss为损耗成本，C_opp为机会成本。

采用二次拟合后将上述公式等效转换成：

式中，c₂、c₁、c₀分别为二次项函数的系数，Q_Gi为发电机i或逆变器调相运行时的无功出力。

由于目前AVC仅作为辅助服务市场进行电价补偿，主要考核响应速度、调节精度、调节死区，对于可再生能源参与AVC系统后造成的运行维护成本增加、网损增加等缺少电价补偿，主要包括：投资成本C_Q、损耗成本C_loss、机会成本C_opp，综合以上无功成本为：

f(Q_Gi)＝C_Q+C_loss+C_opp(1)

由上式Q_Gi为发电机i或逆变器调相运行时的无功出力，由此，得到的无功计价模型得到曲线如图2。

上述曲线为分段函数，可利用智能最优化算法进行求解，但对省级以上电网而言，存在不确定性及计算时间长、局部最优解，移值性差，本发明专利拟采用二次拟合，即等效为二次函数。

式中：c₂、c₁、c₀分别为二次项函数的系数。

对于串联或并联无功补偿器时，其状态一般有投入或退出2种，其无功成本为N_c为无功补偿设备数量；C_Cj为第j个无功补偿成本系数，Q_Cj为第j个无功补偿投入容量。