自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法及装置制造方法及图纸

一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法及装置，所述方法包括步骤：将电网网络划分为目标区域网络、缓冲网络和外部网络，并采集电网网络当前时刻的状态信息；根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值，等值后的外部网络、目标区域网络和缓冲网络构成新的电网网络；对新的电网网络中的发电机节点类型进行调整；根据PQ节点之间的电压无功灵敏度矩阵，确定发电机节点类型调整后的目标区域网络中各PQ节点之间的电压无功灵敏度。本发明专利技术仅将目标区域网络和关键边界节点作为分析对象，所形成的等值网络可以大幅度地减少外网信息，所以电压无功灵敏度精度高，并且节省了时间，提高了效率。

【技术实现步骤摘要】
自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法及装置
本专利技术涉及自动电压控制系统
，特别是涉及一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法、一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定装置。
技术介绍
随着超特高压交直流输电线路的不断建设，区域电网之间的互联不断加强，我国电网已发展成为一个规模巨大的交直流互联电网。电网容量的不断增大，超高压远距离输电以及日负荷的较大波动，这些都对电网的电压无功控制提出了更高的要求。因此，构建合适的自动电压控制(AVC,AutomaticVoltageControl)系统，实现电网内合理的无功电压分布，不仅可以提高电压质量和系统的安全水平，而且可以有效地降低网络损耗，具有十分重大的安全价值和经济价值。目前，AVC系统主要采用三级电压控制结构。一方面，确定电压无功灵敏度是第三级电压控制的一项重要任务，在AVC控制系统中，三级电压控制中心会通过局域网将得到的电压无功灵敏度下发给二级电压控制工作站，实现对二级控制的协调和决策支持，以便实现安全约束下的网络损耗最小。另一方面，软分区的三级电压控制环节在控制逻辑上需要根据实时运行工况和电网结构的变化来动态调整分区，这一功能的实现也依赖于高精度的、可以自适应调整的电压无功灵敏度确定方法。因此，研究出一套能自适应整定的电压无功灵敏度确定方法，对优化AVC系统控制效果有非常重要的意义，对电网的运行具有巨大的安全价值和经济价值。在目前实际运行的AVC系统中，电压无功灵敏度确定的步骤为：首先，根据本分区内的节点类型，将所有节点划分为PQ(有功功率、无功功率)节点和PV(有功功率、电压幅值)节点两大类；其次，如果一个发电机参与了PVC(PrimaryVoltageControl，初级电压控制)环节则将其设为PV节点，否则将其设为PQ节点；再次，在包含PV节点的全维节点导纳矩阵中与PV节点对应的对角元素上加一个较大的数；最后，分析潮流计算中的修正方程来得出各个节点之间的电压无功灵敏度结果。但是采用该方法得到的电压无功灵敏度结果与进行单位容量无功补偿前后相关节点的实际电压变化量相差较大，精度不高，从而影响AVC系统控制效果等。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种精度较高的自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法及装置。一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法，包括步骤：将电网网络划分为目标区域网络、缓冲网络和外部网络，并采集电网网络当前时刻的状态信息；根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值，等值后的外部网络、目标区域网络和缓冲网络构成新的电网网络；对新的电网网络中的发电机节点类型进行调整；根据PQ节点之间的电压无功灵敏度矩阵，确定发电机节点类型调整后的目标区域网络中各PQ节点之间的电压无功灵敏度。一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定装置，包括：电网网络处理模块，用于将电网网络划分为目标区域网络、缓冲网络和外部网络，并采集电网网络当前时刻的状态信息；外部网络等值模块，用于根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值，等值后的外部网络、目标区域网络和缓冲网络构成新的电网网络；节点类型调整模块，用于对新的电网网络中的发电机节点类型进行调整；电压无功灵敏度确定模块，用于根据PQ节点之间的电压无功灵敏度矩阵，确定发电机节点类型调整后的目标区域网络中各PQ节点之间的电压无功灵敏度。本专利技术自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法及装置，不仅仅考虑目标区域网络内的电网状态信息，还有效利用了目标区域网络外的外电网信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值，在简化了外部网络的同时，保留了对目标区域网络有重要影响的外网信息，然后根据构建的新的电网网络确定目标区域网络中各PQ节点之间的电压无功灵敏度。实际效果表明，本专利技术确定的目标区域网络内各PQ节点间的电压无功灵敏度，与进行单位容量无功补偿后相关节点的实际电压变化量的平均误差仅在1％左右，远远低于现有方法所产生的精度误差(31％)，即本专利技术确定的电压无功灵敏度精度较高，进而使AVC系统达到较好的控制效果等。另外，由于本专利技术仅将目标区域网络和关键边界节点作为分析对象，所形成的等值网络可以大幅度地减少外网信息，所以在保证电压无功灵敏度高精度的前提下，节省了时间，提高了效率，有利于电力系统的在线电压无功控制。附图说明图1为本专利技术方法实施例的流程示意图；图2为本专利技术电网网络原始示意图；图3为本专利技术等值处理后的电网网络示意图；图4为本专利技术电网网络具体实施例的示意图；图5为本专利技术电网网络划分后的示意图；图6为本专利技术电网网络等值后的示意图；图7为本专利技术装置实施例的结构示意图；图8为本专利技术外部网络等值模块实施例的结构示意图；图9为本专利技术节点类型调整模块实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法的具体实施方式做详细描述。如图1所示，一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法，包括步骤：S110、将电网网络划分为目标区域网络、缓冲网络和外部网络，并采集电网网络当前时刻的状态信息；S120、根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值，等值后的外部网络、目标区域网络和缓冲网络构成新的电网网络；S130、对新的电网网络中的发电机节点类型进行调整；S140、根据PQ节点之间的电压无功灵敏度矩阵，确定发电机节点类型调整后的目标区域网络中各PQ节点之间的电压无功灵敏度。目标区域网络为待分析的网络，即内网网络；缓冲网络是对目标区域网络有重大影响的网络，可以将目标区域网络径向向外扩展预设层的网络作为缓冲网络，例如目标区域网络径向向外扩展一层的网络为缓冲网络，也可以通过人工指定得到缓冲网络等；外部网络为除目标区域网络和缓冲网络之外的网络。电网网络划分后，采集当前时刻的电网网络的状态信息，包括各节点的状态信息、各发电机的状态信息以及各支路的状态信息等，其中节点的状态信息包括节点的有功负荷、无功负荷、电压幅值、电压相角、电压上限以及电压下限等，发电机的状态信息包括当前有功出力、当前无功出力、电压幅值、有功出力上限、有功出力下限、无功出力上限以及无功出力下限等，支路的状态信息包括首端节点、末端节点、支路电阻、支路电抗、支路对地电纳以及支路变比等。划分好电网网络和采集好当前时刻的电网网络状态信息后，为了提高电压无功灵敏度确定的效率等，需要利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值处理。外网等值法包括Ward等值、REI等值等等，而Ward等值又包括Ward节点注入法、扩展的Ward等值法等，所以对外部网络进行等值处理有多种实现方式，作为一个较优实施例，本专利技术采用精度较高的扩展Ward等值法对外部网络进行等值处理。所以步骤S120中根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值的步骤可以包括：S1201、删除外部网络中各节点的对地支路，得到新的外部网络，目标区域网络、缓冲网络和新的外部网络构成全网网络，对所述全网网络进行潮流计算，确定所述全网网络中各节点的复电压，其中复电压为节点的幅值、相角；S1202、将缓冲网络中与外部节点相连的节点作为边界节点，将缓冲网络中与外部节点不相连的节点作为目标区域网络节点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法，其特征在于，包括步骤：将电网网络划分为目标区域网络、缓冲网络和外部网络，并采集电网网络当前时刻的状态信息；根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值，等值后的外部网络、目标区域网络和缓冲网络构成新的电网网络；对新的电网网络中的发电机节点类型进行调整；根据PQ节点之间的电压无功灵敏度矩阵，确定发电机节点类型调整后的目标区域网络中各PQ节点之间的电压无功灵敏度。

【技术特征摘要】
1.一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法，其特征在于，包括步骤：将电网网络划分为目标区域网络、缓冲网络和外部网络，并采集电网网络当前时刻的状态信息；根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值，等值后的外部网络、目标区域网络和缓冲网络构成新的电网网络；对新的电网网络中的发电机节点类型进行调整；根据PQ节点之间的电压无功灵敏度矩阵，确定发电机节点类型调整后的目标区域网络中各PQ节点之间的电压无功灵敏度；根据所述状态信息，利用保留缓冲网络的外网等值法对外部网络进行等值的步骤包括：删除外部网络中各节点的对地支路，得到新的外部网络，目标区域网络、缓冲网络和新的外部网络构成全网网络，对所述全网网络进行潮流计算，确定所述全网网络中各节点的复电压；将缓冲网络中与外部节点相连的节点作为边界节点，将缓冲网络中与外部节点不相连的节点作为目标区域网络节点，构建边界节点集B、目标区域网络节点集I、外部网络节点集E，采用节点导纳矩阵进行高斯消元，得到仅含边界节点的节点导纳矩阵Y′BB，其中外部节点包括目标区域网络节点和外部网络节点；根据确定分配到边界节点上的注入功率增量，并将注入功率增量添加到所述边界节点的原有注入功率上，得到所述边界节点的等值注入功率；其中real表示取实部，imag表示取虚部，diag表示diag函数，为边界节点电压共轭，为外部节点注入功率，为外部节点电压幅值；将各边界节点向外引申得到相应的扩展支路，将各扩展支路的电阻和对地电纳设置为0，并利用节点导纳矩阵Y′BB得到各扩展支路的电抗值；在各扩展支路的另一端增加相应的虚拟母线，将各虚拟母线定义为PV节点，将各虚拟母线的有功负荷、无功负荷、对地电导、对地电纳均设置为0，各虚拟母线电压幅值和相角与对应的边界母线一致；在各虚拟母线处增加相应的虚拟发电机，其中各虚拟发电机输出的有功功率和无功功率为零，输出电压与相应的虚拟母线电压幅值一致。2.根据权利要求1所述的自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法，其特征在于，对新的电网网络中的发电机节点类型进行调整的步骤包括：若发电机参与了初级电压控制，则将其设置为PV节点，否则将其设置为PQ节点。3.根据权利要求1所述的自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法，其特征在于，PQ节点之间的电压无功灵敏度矩阵其中，Ui表示i号节点当前电压幅值，θij表示i号节点的相角θi与j号节点相角θj的差值，Gii、Bii为所形成节点导纳矩阵中i号节点的自导纳的实部与虚部，Gij、Bij为i、j节点之间互导纳的实部与虚部，Uj表示j号节点当前电压幅值，Pi表示i号节点的有功负荷，Qi表示i号节点的无功负荷，ΔP表示有功负荷变化量，ΔQ表示无功负荷变化量，Δθ表示电压相位变化量，ΔV表示电压幅值变化量。4.根据权利要求1至3任意一项所述的自动电压控制系统电压无功灵敏度确定方法，其特征在于，缓冲网络为目标区域网络径向向外预设层的网络。5.一种自动电压控制系统电压无功灵敏度确定装置，其特征在于，包括：电网网络处理模块，用于将电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄辉，罗松青，林捷，郑惠娟，丁冲，曾峰，陈少怀，郭文鑫，邓应松，秦金平，廖绍谦，蔡安铭，黄熙恒，林冠强，王云柳，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司汕头供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44