[发明专利]基于电压趋势预测的500-220kV区域电网自动电压控制方法

权利要求书

1.一种基于电压趋势预测的500-220kV区域电网自动电压控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)设定自动电压控制周期为T_c；

(2)在每个自动电压控制周期到来时，从电网调度中心监控系统中获取220kV变电站母线等值负荷未来T_f分钟的负荷有功功率和无功功率预测值S_pq,m，其中m＝1...M，其中M为负荷预测值的序号；

(3)从电网调度中心监控系统中获取电网网络结构数据，构造一个500-220kV区域电网模型，记为

其中，表示500kV变电站内的500kV主变压器，500kV主变压器总计N台；表示与500kV变电站内500kV主变压器所连接的高压侧500kV母线，高压侧500kV母线总计K条；表示500kV变电站内与500kV主变压器所连接的中压侧220kV母线，中压侧220kV母线总计L条；表示与500kV变电站的中压侧相连接的下级220kV变电站的高压侧母线和220kV电厂的高压侧母线，总计J条；

(4)以当前自动电压控制时刻t₀为起点，分别计算步骤(3)的电网模型中500-220kV区域电网的500kV变电站中压侧220kV全部母线在未来T_f分钟的电压预测值V_P,l：

V_P,l＝{V_P,l,t,t＝1,...,T_f},l＝1,...,L

其中，t表示从t₀为起点的未来分钟数，V_P,l,t表示计算得到的未来t₀+t时刻第l条500-220kV区域电网中500kV变电站中压侧220kV母线的电压幅值；

包括以下步骤：

(4-1)在当前自动电压控制时刻t₀，从电网调度中心监控系统中获取自动电压控制时刻t₀的电网潮流计算模型，设定当前计算时标x＝1，设定未来电压趋势计算间隔为T_g；

(4-2)从上述步骤(2)的{S_pq,m,m＝1,...,M}中读取500-220kV区域电网下级各220kV变电站母线的等值负荷在未来时刻的负荷预测数据，设置母线编号j＝1，设置预测数据编号b＝x,x为计算时标，包括以下步骤：

(4-2-1)从数组{S_pq,m,m＝1,...,M}中读取第b个未来时刻500-220kV电网区域下级各220kV变电站母线上的等值负荷有功功率预测值P_j-b，并将该值输入到电网潮流计算模型中；

(4-2-2)从数组{S_pq,m,m＝1,...,M}中读取第b个未来时刻500-220kV电网区域下级各220kV变电站母线上的等值负有功功率预测值Q_j-b，并将该值输入到电网潮流计算模型中；

(4-2-3)使母线编号j递增，即j＝j+1,对j进行判断，若满足j≥J，则读取完成电网模型中全部500-220kV区域电网下级各220kV变电站母线等值负荷的时刻的负荷预测数据，执行步骤(4-3)，若满足jJ，则返回步骤(4-2-1)；

(4-3)利用牛顿拉夫逊法潮流计算方法，对步骤(3)的电网模型进行潮流计算，得到500-220kV区域电网中500kV变电站中压侧220kV母线在未来时刻的电压幅值：

{V_P,l,x＝V_l,flow,l＝1,...,L}

其中，V_l,flow为当前潮流计算结果中500-220kV区域电网中500kV变电站中压侧220kV母线l的电压幅值；

(4-4)使计算时标x递增1，即x＝x+1，对x*T_g进行判断，若满足x*T_g≥T_f，则计算完成未来T_f分钟电网模型中全部500-220kV区域电网的500kV变电站中压侧220kV母线电压预测值结果，进行步骤(5)，若满足x*T_gT_f，则返回步骤(4-2)；

(5)以当前自动电压控制时刻t₀为起点，根据步骤(4)的电压预测值V_P,l，计算电网模型中全部500-220kV区域电网中500kV变电站中压侧220kV母线电压安全域，记为：

其中，分别为500-220kV区域电网中500kV变电站中压侧220kV母线的电压安全域上限、电压安全域下限；

包括以下步骤：

(5-1)定义计算时标t表示从当前自动电压控制时刻t₀为起点的未来分钟数，t＝1，…，T_f，T_f为未来预测分钟的总数,计算从t开始到未来预测分钟数T_f，母线l电压发生连续增加的最大增加幅值ΔV_max,inc,l和从t开始到未来预测分钟数T_f，母线l电压发生连续减少的最大减少幅值ΔV_max.dec,l,设定母线编号l＝1，计算步骤如下：

(5-1-1)计算t开始到未来预测分钟T_f，母线l电压发生连续增加的最大增加幅值ΔV_max,inc,l，置入初始值,ΔV_max,inc,l＝0,t开始到未来预测分钟数T_f母线l电压发生连续增加的总增加幅值记为ΔV_t.inc,l,ΔV_t.inc,l＝0,设置计算时标t＝1，计算步骤如下：

(5-1-1-1)设置循环变量a＝t+1,从上述步骤(4)计算得到电网模型中全部500-220kV区域电网的500kV变电站中压侧220kV母线未来T_f分钟电压预测值结果中读取母线l的第a个电压预测值V_P,l,a和第a-1个电压预测值V_P,l,a-1,并计算得到电压变化量为ΔV_P,l,x＝V_P,l,x-V_P,l,x-1

(5-1-1-2)对ΔV_P,l,a进行判断,若ΔV_P,l,a0，则使ΔV_t,inc,l＝ΔV_t,inc,l+ΔV_p,inc,x,若ΔV_P,l,a≤0，则使ΔV_t.inc,l＝0；

(5-1-1-3)对ΔV_t.inc,l进行判断,若ΔV_max,inc,lΔV_t.inc,l,则使ΔV_max,inc,l＝ΔV_t.inc,l；

(5-1-1-4)使计算时标t递增1，即t＝t+1，对t进行判断，若t≥T_f，则得到从t开始到未来预测分钟T_f母线l电压发生连续增加的最大增加幅值ΔV_max,inc,l,进入步骤(5-1-2),若tT_f，则返回(5-1-1-1)；

(5-1-2)计算从t开始到未来预测分钟T_f，母线l电压发生连续减少的最大减少幅值ΔV_max.dec,l，置入初始值,ΔV_max,dec,l＝0,从t开始到未来预测分钟数T_f母线l电压发生连续增加的总增加幅值记为ΔV_t.dec,l,置入初始值ΔV_t.dec,l＝0,设置计算时标t＝1,计算步骤如下：

(5-1-2-1)设置循环变量a＝t+1,从上述步骤(4)计算得到的电网模型中全部500-220kV区域电网的500kV变电站中压侧220kV母线未来T_f分钟电压预测值结果中读取母线l的第a个电压预测值V_P,l,a和第a-1个电压预测值V_P,l,a-1,并计算电压变化量为ΔV_P,l,x＝V_P,l,x-V_P,l,x-1

(5-1-2-2)对ΔV_P,l,a进行判断,如果满足ΔV_P,l,a0，则ΔV_t.dec,l＝ΔV_t.dec,l+ΔV_P,l,x,若满足ΔV_P,l,a≥0则ΔV_t.dec,l＝0；

(5-1-2-3)对ΔV_max,dec,l与ΔV_t.dec,l的绝对值进行比较,若ΔV_max,dec,l|ΔV_t.dec,l|,则使ΔV_max,dec,l＝|ΔV_t.dec,l|，若ΔV_max,dec,l≥|ΔV_t.dec,l|，则进入步骤(5-1-2-4)；

(5-1-2-4)使计算时标t递增1，即t＝t+1，对t进行判断，若满足t≥T_f则计算完成从t开始到未来预测分钟数T_f，母线l电压发生连续减少的最大减少幅值ΔV_max.dec,l,进入步骤(5-2),若满足tT_f，则进入步骤(5-1-2-1)；

(5-2)从自动电压控制系统获取母线l的电压计划限值的即电压运行合格的上限值和下限值，计算得到母线l的安全域上限和母线l的安全域下限

(5-3)使母线编号l递增，即l＝l+1,对l进行判断，若满足l≥L，则计算完成电网模型中全部500-220kV区域电网中500kV变电站中压侧220kV母线电压安全域上限V_S,max和电压安全域下限V_S,min，执行步骤(6)，若满足lL,则返回步骤(5-1)；

(6)将步骤(5)得到的V_S,max,V_S,min输入到电网调度中心调度监控系统的自动电压控制模块中，自动电压控制模块判断500-220kV区域电网中500kV变电站中压侧220kV母线的电压是否出现越电压安全域上限或电压安全域下限若出现越限，则电网调度中心调度监控系统的自动电压控制模块计算生成消除母线电压越限的控制参数，并下发500-220kV区域电网中的电厂和变电站执行，实现500-220kV区域电网自动电压控制。