[发明专利]一种智能电网用关口流量控制方法

摘要

本发明公开了一种智能电网用关口流量控制方法，该系统包括配电自动化服务器、GIS系统、EMS 系统；其中，所述配电自动化服务器，用于从 GIS 系统获取配网图模信息；从 EMS 获取主网模型，对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理。本发明的技术充分考虑了上层主网的安全运行，兼顾下层子网所具备的无功调控能力和有功负荷水平，解决了上下层电网无功/ 电压调控可能出现的失配问题，进一步提高电网的电压质量。

主权项

一种智能电网用关口流量控制方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）配电自动化服务器从 GIS 系统获取配网图模信息，并根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；（2）配电自动化服务器从 EMS 获取主网模型；（3）实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关 系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；（4）根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；（5）根据所述电网下游关口的功率因数限值更新 AVC 系统的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率；所述配电自动化服务器对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理，根据所述主网模型与所述配网模型建立完整的配网分析应用模型；其中，所述配电自动化服务器与所述 GIS 系统、所述 EMS 系统的图模交换通过信息交换总线实现；获取关系曲线的步骤具体包括：步骤 S101，建立上游关口的平均协调功率因数限值的第一数学模型；其中，所述第一数学模型包括公式：minf(Q_1G,T_1K,Q_1C) ＝ Fmin.0s.t.h(Q_1G,T_1K,Q_1C) ＝0式中，Fmin.0为目标函数，Q1G、T1K、Q1C为上层主网变电站的控制变量，其中Q1G表示发电机的无功出力矢量，T1K 表示各台变压器抽头档位矢量，Q1C 为各台变压器的无功补偿矢量 ；V1B和Q1Z 是状态变量，其中 V1B 表示上层主网变电站各母线的电压幅值矢量，Q1Z 为虚拟电源未安排无功出力矢量 ；下标 L 和 H 分别表示相应变量的下限值和上限值；步骤S102，根据第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应上游关口的平均功率因数限值 ；步骤S103，根据所述平均功率因数限值拟合出上层主网向下层子网输送的总有功功率与对应的上游关口的平均协调功率因数限值之间的关系曲线 ；步骤（3）所述实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：步骤 S201，分别监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，并计算总有功功率，根据所述关系曲线得到与该总有功功率对应的上游关口的平均协调功率因数限值；步骤 S202，根据所述监测的上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，获取上层主网中变电站中压侧下送的平均有功功率和最大有功功率；步骤S203，根据所述平均有功功率和最大有功功率对所述各个变电站中压侧下送的有功功率进行线性化处理，获取上层主网中各个变电站对应的上游关口协调功率因数限值；其中，所述线性化处理的过程包括公式：式中，P 为变电站中压侧下送的有功功率，cosθl 为上游关口的平均协调功率因数限值，Pav 为变电站中压侧下送的平均有功功率，Pmax 为变电站中压侧下送的最大有功功率，cosθh 为中压侧负荷最重的变电站所允许下送的最低功率因数，cosθ 是上游关口的协调功率因数限值；步骤（4）所述根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：步骤 S301，建立下游关口的平均协调功率因数限值的第二数学模型 ；其中，该数学模型用于根据设定的运行方式下的负荷水平，计算满足所述约束条件的下游关口的平均协调功率因数限值；所述第二数学模型包括公式：minf(Q_2G,T_2K,Q_2C) ＝ flmin.0s.t.h(Q_2G,T_2K,Q_2C) ＝0式中，flim.0为目标函数，Q2G、T2K和Q2C为下层子网变电站的控制变量，其中Q2G表示发电机无功出力矢量，T2K 表示各台变压器的抽头档位矢量，Q2C 为各台变压器的无功补偿矢量，V2B 和 cosθ 是状态变量，其中 V2B 表示下层子网变电站母线的电压幅值矢量，cosθ 为上游关口的协调功率因数限值，cosθ0为实时监测的上游关口的功率因数，下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值；步骤 S302，在设定的运行方式下，根据变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率的潮流断面，监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率 ；步骤S303，根据所述上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线和上游关口协调功率因数限值，分别获取所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值 ；步骤 S304，依据所述第二数学模型，计算所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值 ；步骤S305，根据所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，以及所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值，计算下游关口的协调功率因数限值 ；计算的过程包括公式：式中， 为下游关口的协调功率因数限值，cosθ 为变电站中压侧下送有功功率 P时，上游关口的协调功率因数限值，cosθH 和 cosθL 分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值， 和 分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值；步骤（5）所述根据所述电网下游关口的功率因数限值更新 AVC 系统的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率 ；具体控制的过程包括步骤：步骤 S401，实时监测下层子网的变电站变高侧关口功率因数 ；步骤S402，若变高侧关口功率因数在AVC关口功率因数控制参数整定值范围内，则AVC系统保持原状态 ；步骤 S403，若变高侧关口功率因数超过 AVC 关口功率因数控制参数整定值的范围，则AVC系统将发出控制信号，控制变压器进行无功投退，直至变高侧关口功率因数满足AVC关口功率因数控制参数整定值范围。