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技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本技术专利技术属于电力系统的大型区域电网、省级电网和地区电网中的电压无功自动控制方法。
技术介绍
电力系统的发展促使人们不断努力改善电力系统的安全性和稳定性，尤其是电力市场的出现对电力系统的稳定性提出了更高的要求，并使电力系统的安全稳定运行问题带有新的特点。一般发电厂站远离负荷中心，但由于经济以及环境保护等的因素，一方面，某些电力网络的发展跟不上电力负荷快速增长的需要，使得一些传输线路处于重载或超载运行状态；另一方面，电力市场的实施将会使负荷的起落量以及变化的无序性加大。因此维持系统电压水平，提高电压质量和保持系统的电压稳定性成为一个极具挑战性的问题。正是在这样的背景下，本专利技术将混成自动控制系统的理念引入电压控制，以离散事件为驱动，提出了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方法，实现对发电厂和无功补偿器的电压控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。本专利技术的特征在于，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依次按照以下步骤实现的步骤(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αP、对应的母线名，以及各关键节点的电压控制量ΔVPi[k]，其中i为关键母线节点P的序号，i＝1，…，αP，k为采样时刻的序号，下同；③发电机节点个数αG和无功补偿器节点个数αS，以及给定的优化潮流下的每个发电机节点电压参考值VGmref[k]和每个无功补偿器节点的电压参考值VSnref[k]，其中m为发电机节点的序号，m＝1，…，αG，n为无功补偿器节点的序号，n＝1，…，αS；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，BDP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，BDP＝BPD，BDG代表发电机节点和其他负荷节点之间的互导纳矩阵系数，BDG＝BGD，BDS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，BDS＝BSD，BPG代表关键母线节点和发电机节点之间的互导纳矩阵系数，BPG＝BGP，BPS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，BPS＝BSP，BGS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，BGS＝BSG，BPP、BDD、BGG、BSS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ΔVP[k]与发电机节点电压控制值ΔVG[k]和无功补偿器节点的电压控制值ΔVS[k]之间的表达式ΔVP[k]＝TPGΔVG[k]+TPSΔVS[k]其中ΔVP[k]=ΔVP1[k]ΔVP2[k]···ΔVPαP[k]T,]]>ΔVP[k]为αP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]···ΔVGαG[k]T,]]>ΔVG[k]为αG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,]]>ΔVS[k]为αS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,]]>αP×αG维矩阵， TPS=-B~PP-1B~PS,]]>αP×αS维矩阵，系数矩阵 为把导纳矩阵B中消去除关键母线节点外的负荷节点ΔVD[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ΔVP[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ΔVG[k]和无功补偿器节点的电压控制量ΔVS[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，λi为调控系数，i＝1，…，αP，VGref[k]=VG1ref[k]VG2ref[k]···VGαGref[k]T,]]>VGref[k]为αG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,]]>VSref[k]为αS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,]]>VG[k]为本文档来自技高网...

【技术保护点】
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△Ｖ↓［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； ＊＊＊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、...

【技术特征摘要】
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αP、对应的母线名，以及各关键节点的电压控制量ΔVPi[k]，其中i为关键母线节点P的序号，i＝1，…，αP，k为采样时刻的序号，下同；③发电机节点个数αG和无功补偿器节点个数αS，以及给定的优化潮流下的每个发电机节点电压参考值VGmref[k]和每个无功补偿器节点的电压参考值VSnref[k]，其中m为发电机节点的序号，m＝1，…，αG，n为无功补偿器节点的序号，n＝1，…，αS；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，BDP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，BDP＝BPD，BDG代表发电机节点和其他负荷节点之间的互导纳矩阵系数，BDG＝BGD，BDS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，BDS＝BSD，BPG代表关键母线节点和发电机节点之间的互导纳矩阵系数，BPG＝BGP，BPS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，BPS＝BSP，BGS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，BGS＝BSG，BPP、BDD、BGG、BSS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ΔVP[k]与发电机节点电压控制值ΔVG[k]和无功补偿器节点的电压控制值ΔVS[k]之间的表达式ΔVP[k]＝TPGΔVG[k]+TPSΔVS[k]其中ΔVP[k]=ΔVP1[k]ΔVP2[k]···ΔVPαP[k]T,]]>ΔVP[k]为αP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,]]>ΔVG[k]为αG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]·&CenterD...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，梅生伟，陈颖，张雪敏，卢强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]