[发明专利]电网中特高压换流站调相机与近区电厂的无功置换方法

权利要求书

1.一种电网中特高压换流站调相机与近区电厂的无功置换方法，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)从电网调度系统获取电网网络结构数据，构造一个与特高压换流站500kV母线协调控制的区域电网模型，记为

其中，表示特高压换流站和近区参与协调控制500kV电厂，总计N座，表示特高压换流站和近区参与协调控制500kV电厂内参与协调控制的500kV母线，500kV母线总计有K条；

(3)在每个自动电压控制周期T_c到来时，从电网自动电压控制系统中分别读取特高压换流站调相机S的无功正常运行点参数Q_nom-s、特高压换流站调相机S无功置换门槛值参数Q_max和无功调节步长Q_step，并读取特高压换流站调相机S对特高压换流站500kV母线m的无功电压灵每度C_s-m,m∈K；

(4)从电网调度系统中读取特高压换流站内500kV母线m的电压量测值V_m,从电网自动电压控制系统中读取500kV母线m的运行上限参数值V_m-max和运行下限参数值V_m-min，对V_m进行判断：

V_m-minV_mV_m-max (1)

V_m≤V_m-min或V_m≥V_m-max (2)

若V_m满足式(1)，则进入步骤(5)，若V_m满足式(2)，返回步骤(2)；

(5)从电网调度系统中读取特高压换流站调相机S的实时无功功率量测值Q_r-s,对Q_r-s进行判断，若Q_r-s≠Q_nom-s，则进入步骤(6),若Q_r-s＝Q_nom-s，则不需要进行无功置换，返回步骤(2)；

(6)计算特高压换流站调相机S的无功置换量ΔQ，ΔQ＝Q_nom-s-Q_r-s，对ΔQ进行判断，若|ΔQ|Q_step，则计算特高压换流站调相机S实际无功置换量ΔQ_s,若ΔQ≥0则ΔQ_s＝Q_step,若ΔQ0则ΔQ_s＝-(Q_step)，进入步骤(7)，若|ΔQ_s|≤Q_step，则返回步骤(2)；

(7)根据步骤(2)中读取的特高压换流站调相机S对特高压换流站500kV母线m的无功电压灵敏度参数C_s-m，计算特高压换流站调相机S按无功置换量ΔQ_s进行调整后,特高压换流站500kV母线m电压值V’_m，V’_m＝V_m+(C_s*ΔQ_s)；

(8)对步骤(7)计算的V’_m进行判断,若满足V_m-minV’_mV_m-max，则进入步骤(10),若满足V’_m≤V_m-min或者V’_m≥V_m-max，则进入步骤(9)；

(9)从电网自动电压控制系统中读取特高压换流站和近区500kV电厂内参与协调控制的500kV母线的灵敏度矩阵C_sens-k，遍历灵敏度矩阵C_sens-k中所有参与协调控制的500kV母线,读取参与协调控制的500kV母线对特高压换流站母线m的灵敏度,按灵敏度从大到小形成数组C[j][c_sens-j-m],其中j表示母线的编号，j∈K,c_sens-j-m表示编号为j的母线对特高压换流站母线m的灵敏度值,设j＝1,若V’_m≤V_m-min则进入步骤(9-1),若V’_m≥V_m-max进入步骤(9-2)；

(9-1)选择与编号为j的母线相对应的近区参与协调控制的500kV电厂内的可调整无功资源参与协调，计算生成电厂协助提升特高压换流站母线m的电压的增加无功，具体过程如下：

(9-1-1)计算电厂协助提升特高压换流站母线m的电压调整量ΔV_add，ΔV_add＝V_m-min-V’_m，根据读到的编号为j的母线对特高压换流站母线m的灵敏度值c_sens-j-m，计算出电厂的无功调整量ΔQ_j-add.

(9-1-2)从电网调度系统中读取电厂的可增无功值Q_add-j,对Q_add-j进行判断,若Q_add-j≥ΔQ_j-add，则进入步骤(9-1-3),若Q_add-jΔQ_j-add，则进入步骤(9-1-4)；

(9-1-3)从电网调度系统中读取电厂的无功量测Q_j、无功上限值Q_max-j和无功下限值Q_min-j,计算电厂参与协调的无功量测Q'_j,Q'_j＝Q_j+ΔQ_j-add，对无功量测Q'_j进行判断，若Q'_j≥Q_max-j，则进入步骤(9-1-4),若Q'_jQ_max-j，则电厂增加无功ΔQ_j-add；

(9-1-4)使j＝j+1，返回步骤(9-1)；

(9-2)选择与编号为j的母线相对应的近区参与协调控制的500kV电厂内的可调整无功资源，计算生成电厂协助降低特高压换流站母线m的电压的减少无功，具体过程如下：

(9-2-1)计算电厂协助降低特高压换流站母线m的电压调整量ΔV_dec，ΔV_dec＝V’_m-V_m-max，根据读到的编号为j的母线对特高压换流站母线m的灵敏度值c_sens-j-m，计算出电厂的无功调整量ΔQ_j-dec.

(9-2-2)从电网调度系统中读取电厂的减无功值Q_dec-j,对Q_dec-j进行判断,若Q_dec-j≥ΔQ_j-dec，则进入步骤(9-2-3),若Q_dec-jΔQ_j-dec，则进入步骤(9-2-4)；

(9-2-3)从电网调度系统中读取电厂无功量测Q_j、无功下限值Q_min-j,对电厂参与协调的无功量测Q'_j,Q'_j＝Q_j-ΔQ_j-dec进行判断，若Q'_j≥Q_min-j，则进入步骤(9-2-4),若Q'_jQ_min-j，则电厂减少无功ΔQ_j-dec；

(9-2-4)使j＝j+1，返回步骤(9-2)；

(10)对步骤(6)的特高压换流站调相机S的无功调整量ΔQ_s进行判断，若ΔQ_s0，则特高压换流站调相机S投入容性无功功率ΔQ_s,若ΔQ_s＝0,则特高压换流站调相机S保持原有无功功率不变,若ΔQ_s0，则特高压换流站调相机S投入感性无功功率|ΔQ_s|，使得特高压换流站调相机S的无功值为无功正常运行点参数Q_nom-s的范围，实现电网中特高压换流站调相机与电厂的无功置换。