[发明专利]静态混成电压自控中间层发电机组和无功补偿器调控方法

摘要

本发明属于电网电压无功自动控制技术领域，其特征在于在对关键母线节点电压进行定值控制的同时，用优化算法对各发电机节点和无功补偿器节点的电压进行优化控制，使得的设定的各发电机节点和无功补偿器节点的电压尽量接近优化潮流算得的参考值，从而保证电力系统电压的安全－稳定－经济三者协调优化。

主权项

1、静态混成电压自控中间层发电机组和无功补偿器调控方法，其特征在于，该方法在静态混成自动电压控制中间层发电机组和无功补偿器调控计算机中依次按以下步骤实现：步骤(1)：初始化设定：①电力系统的网络参数，其中包括输电线路的串联电阻、串联电抗、并联电导和并联电纳；变压器的变比和阻抗；并联在输电线路上的电容器和电抗器的阻抗；电力系统的母线节点的名称；②在所有母线节点中设定关键母线节点P的个数α_P、对应的母线名，以及各关键节点的电压控制量ΔV_Pi[k]，其中i为关键母线节点P的序号，i＝1，…，α_P，k为采样时刻的序号，下同；③发电机节点个数α_G和无功补偿器节点个数α_S，以及给定的优化潮流下的每个发电机节点电压参考值V_Gm^ref[k]和每个无功补偿器节点的电压参考值V_Sn^ref[k]，其中m为发电机节点的序号，m＝1，…，α_G，n为无功补偿器节点的序号，n＝1，…，α_S；给定：电力系统的实时量测数据，其中包括各母线节点的电压、电流、有功功率和无功功率；步骤(2)：在第k个采样间隔后的当前时刻，根据给定的电力系统各母线节点的电压电压、电流和有功功率和无功功率的数值，以及电力系统的网络参数形成当前电力系统的节点导纳矩阵，导纳矩阵B是一个系数矩阵，其系数为B，该导纳矩阵B表示如下；B=BDDBDPBDGBDSBPDBPPBFGBPSBGDBGPBGGBGSBSDBSPBSGBSS]]>其中：下标P代表关键节点，下标D代表除关键母线节点外的负荷节点，下标G代表发电机节点，下标S代表无功补偿器节点，B_DP代表关键母线节点和其他负荷节点之间的互导纳矩阵系数，B_DP＝B_PD，B_DG代表发电机节点和其他负荷节点之间的互导纳矩阵系数，B_DG＝B_GD，B_DS代表无功补偿器节点和其他负荷节点之间的互导纳矩阵系数，B_DS＝B_SD，B_PG代表关键母线节点和发电机节点之间的互导纳矩阵系数，B_PG＝B_GP，B_PS代表关键母线节点和无功补偿器节点之间的互导纳矩阵系数，B_PS＝B_SP，B_GS代表发电机节点和无功补偿器节点之间的互导纳矩阵系数，B_GS＝B_SG，B_PP、B_DD、B_GG、B_SS分别代表关键母线节点之间的自导纳矩阵系数、其他负荷节点之间的自导纳矩阵系数、发电机节点之间的自导纳矩阵系数、以及无功补偿器节点之间的自导纳矩阵系数；步骤(3)：按照以下公式求出第k个采样间隔后的当前时刻，关键母线节点P的电压改变量ΔV_P[k]与发电机节点电压控制值ΔV_G[k]和无功补偿器节点的电压控制值ΔV_S[k]之间的表达式：                  ΔV_P[k]＝T_PGΔV_G[k]+T_PSΔV_S[k]其中ΔVP[k]=ΔVP1[k]ΔVP2[k]···ΔVPαP[k]T,]]>ΔV_P[k]为α_P维列向量，其中每个元素代表每个关键节点对应的电压控制值，ΔVG[k]=ΔVG1[k]ΔVG2[k]···ΔVPαG[k]T,]]>ΔV_G[k]为α_G维列向量，其中每个元素代表每个发电机节点对应的电压控制值，ΔVS[k]=ΔVS1[k]ΔVS2[k]···ΔVSαS[k]T,]]>ΔV_S[k]为α_S维列向量，其中每个元素代表每个无功补偿器节点对应的电压控制值，TPG=-B~PP-1B~PG,]]>α_P×α_G维矩阵，TPS=-B~PP-1B~PS,]]>α_P×α_S维矩阵，系数矩阵为把导纳矩阵B中消去除关键母线节点以外的负荷节点ΔV_D[k]后得到的简化矩阵，其系数为该系数矩阵表示如下；B~=B~PPB~PGB~PSB~GPB~GGB~GSB~SPB~SGB~SS]]>上式中B~PP=BPP-BPDBDD-1BDP,B~PG=BPG-BPDBDD-1BDG,B~PS=BPS-BPDBDD-1BDS,]]>B~GP=BGP-BGDBDD-1BDP,B~GG=BGG-BGDBDD-1BDG,B~PS=BGS-BGDBDD-1BDS,]]>B~SP=BSP-BSDBDD-1BDP,B~SG=BSG-BSDBDD-1BDG,B~SS=BSS-BSDBDD-1BDS,]]>步骤(4)：在对关键母线节点P的电压控制量ΔV_P[k]做定值控制的同时，按照下式优化各发电机节点的电压控制量ΔV_G[k]和无功补偿器节点的电压控制量ΔV_S[k]：ΔVG[k]=(R1[k])-1Σi=1αPλiTPiG+VGref[k]-VG[k]]]>ΔVS[k]=(R2[k])-1Σi=1αPλiTPiS+VSref[k]-VS[k]]]>其中：R₁[k]和R₂[k]为单位对角权矩阵，λ_i为调控系数，i＝1，…，α_P，VGref[k]=VG1ref[k]VG2ref[k]···VGαGref[k]T,]]>V_G^ref[k]为α_G维列向量，其中每个元素代表每个发电机节点给定的电压参考值，VSref[k]=VS1ref[k]VS2ref[k]···VSαSref[k]T,]]>V_S^ref[k]为α_S维列向量，其中每个元素代表每个无功补偿器节点给定的电压参考值，VG[k]=VG1[k]VG2[k]···VGαG[k]T,]]>V_G[k]为α_G维列向量，其中每个元素代表第k个采样间隔后的当前时刻每个发电机节点的量测电压值，VS[k]=VS1[k]VS2[k]···VSαS[k]T,]]>V_S[k]为α_S维列向量，其中每个元素代表第k个采样间隔后的当前时刻每个无功补偿器节点的量测电压值；步骤(5)：把步骤(4)中得到的ΔV_G[k]和ΔV_S[k]代入步骤(3)中的ΔV_P[k]，求出λ_i(i＝1，…，α_P)，再把λ_i反代回步骤(4)中的ΔV_G[k]和ΔV_S[k]，求出发电机节点电压控制量ΔV_G[k]和无功补偿器节点电压控制量ΔV_S[k]；步骤(6)：把步骤(5)中得到的电压控制量ΔV_G[k]和ΔV_S[k]做为控制指令输出。