专利名称：一种变电站vqc控制方法及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及变电站的VQC(Voltage Quality Control,电压无功控制)控制技术， 尤其是一种变电站VQC的控制方法和控制系统。
背景技术：
目前，变电站VQC控制策略主要是基于典型九域图控制策略发展而来，很多高校、 科研院所和设备供应企业均开展了各种控制策略的研究，主要有九区图、优化九区图、十三区图、十五区图、十七区图、模糊无功边界的九区图、基于模糊神经网络以及基于操作矢量的VQC控制策略等。但在实际应用中，主要使用十七区图控制策略为主。变电站VQC控制策略主要包括电压无功综合控制方式、电压优先控制方式和无功优先控制方式。现有的十七区图控制策略电压无功综合控制方式主要存在如下问题当上层电压幅值较高时，如高于234. 5kV时，上层的无功产生大量富余，急需下层吸收多余的无功。按照十七区图控制策略，若当前运行点位于十七区图的第九区内(参阅图1)，则变压器和无功补偿设备均不动作。不能充分利用下层多余的感性无功补偿设备，来吸收上层的无功，降低上层的电压幅值。当上层电压幅值较低时，如低于222kV时，上层无功缺额严重，急需下层电网进行无功支援。按照十七区图控制策略，若当前运行点位于十七区图的第九区内(参阅图1)，则变压器和无功补偿设备均不动作。不能充分利用下层多余的容性无功补偿设备，来支援上层无功，降低上层的电压幅值。总之，现有的十七区图控制策略，主要目标是保持变压器低压侧电压和变压器高压侧无功在一定的范围内，若当前运行点位于十七区图的第九区内，则变压器和无功补偿设备均不动作。对于上层电压无功出现的极端状况，不能充分利用下层的无功资源来改善优化上层的无功电压，造成了下层无功资源的闲置和浪费。即上下层的无功电压协调在十七区图的第九区内出现了脱节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变电站VQC控制方法，能够解决上下层的无功电压协调在十七区图的第九区内时的下层无功资源的闲置和浪费。本发明提供的变电站VQC控制方法，包括步骤获取VQC的变压器高压侧无功上下限值QHmax、Qfcin和低压侧电压的上下限值Vtax、 V1 . ·
* Lmm，监测当前变压器高侧无功值％、变压器低侧电压值\、变压器档位、无功补偿设备投切、以及相关断路器、隔离开关的位置信息；按照以下预定策略进行相应变压器抽头和无功补偿设备的控制当(Qfcin+Δ Qq) ^Qh< (Qltaax- Δ Qq)且(VLmin+ Δ Uq) ^ Vl < (VLmax_ Δ Uq)时，若 Vh > Vhh，则投电抗器；若Vh < Vhl,则投电容器；
当QHmin ^ Qh < (Qltaax-AQq)且(VLmax-AU) ^ Vl < VLfflax 时，或者当 QHmin ( Qh
<(QHmin+ Δ Qq)且 VLmin+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ 仏)时，若 Vh > Vhh,则投电抗器；当(Qailin+Δ Qq) ^Qh< Qltaax 且 VLmin ^ Vl < (VLfflin+ Δ Uq)时，或者当(QHmax_ Δ Qq) ( Qh
<QHfflax 且 ViMn+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ U,)时，若 Vh < Vhl 时，投电容器；其中，Vhh为预设的变压器高压侧电压的动作上限值，Vhl为预设的变压器高压侧电压的动作下限值，Δ%为投切一组无功补偿设备引起的变压器高压侧无功最大变化量； Δ 为投切一组无功补偿设备引起的变压器低压侧电压最大变化量，八化为变压器调节一档引起的变压器高压侧无功最大变化量，AUu为变压器低侧电压最大变化量。本发明提供的变电站VQC控制系统，包括通信模块，用于获取VQC的变压器高压侧无功上下限值QHmax、Qfcin和低压侧电压的上下限值八_、νωη;配置模块，用于接收用户输入的变压器高压侧电压的动作上下限值Vhh和Vm，无功补偿设备引起的变压器高压侧无功最大变化量Δ Qq和变低侧电压最大变化量Δ 、变压器调节一档引起的变压器高压侧无功最大变化量和变低侧电压最大变化量AUu;装设于变压器高压侧和低压侧的监控装置，用于监测当前变高侧无功％、变低侧电压\、变压器档位、无功补偿设备投切、以及相关断路器、隔离开关的位置信息，并发送给控制模块；所述控制模块，用于按照以下预定策略进行相应变压器抽头和无功补偿设备的控制当(Qfcin+ Δ Qq) ^Qh< (Qltaax- Δ Qq)且(VLmin+ Δ Uq)(VLmax_ Δ Uq)时，若 Vh >
Vhh，则投电抗器；若Vh < Vhl,则投电容器；当QHmin ^ Qh < (Qltaax-AQq)且(Vl匪_ΔU) ^ Vl < VLfflax 时，或者当 QHmin ( Qh
<(QHmin+ Δ Qq)且 VLmin+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ 仏)时，若 Vh > Vhh,则投电抗器；当(Qailin+Δ Qq) ^Qh< Qltaax 且 VLmin ^ Vl < (VLfflin+ Δ Uq)时，或者当(QHmax_ Δ Qq) ( Qh
<QHfflax 且 ViMn+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ U,)时，若 Vh < Vhl 时，投电容器。本发明变电站VQC采用电压无功综合控制方式时，在保证当前运行点的变压器低压侧电压和变高侧无功合格的前提下，充分利用下层无功资源，改善上层极端电压状况。当运行点位于第9区时，且Vh > Vhh时，投电抗器，若Vh < Vhl时，投电容器；若无功电压运行点进入18区，当Vh > Vhh时，投电抗器；19区当Vh < Vhl时，投电容器。有效的将上下层电网的无功电压联系起来，进行协调控制，避免各变电站VQC各自为政控制导致全网调控欠优化的情况。该策略也可以应用到电网自动电压控制(AVC)系统中去。
图1为现有技术中变电站VQC十七区图；图2为本发明中变电站VQC 二i^一图；图3为本发明的VQC控制方法的流程图；图4为本发明的VQC控制系统的逻辑框图。
具体实施方式
请参阅图2，图中示出了本发明的VQC控制方法为了实现上下层电网的协调优化的变电站VQC控制策略，采用电压无功综合控制方式，对有载变压器分接头和无功补偿设备投切进行控制，该控制由本发明提出的变电站VQC 二十一区图实现。由变电站的工作人员根据实际运行经验得到预设的变压器高压侧电压的动作上下限值Vhh和Vm，投切一组无功补偿设备引起的变压器高压侧无功最大变化量Δ 和变压器低侧电压最大变化量AUtl、变压器调节一档引起的变压器高压侧无功最大变化量和变低侧电压最大变化量AUU，从而得到该站VQC 二十一区域策略图的区域界限值。该二十一区图，由变压器低压侧电压\上限值Vtax和下限值VMn、变压器高压侧无功功率％上限值Qllmax和下限值Qailin、投切一组无功补偿设备引起的变压器高压侧无功最大变化量Δ %和变低侧电压最大变化量、变压器调节一档引起的变压器高压侧无功最大变化量和变低侧电压最大变化量AUu在空间组合形成，共构成21个区域，分别为1-21区。1区-17区中除 9区外，其他区的划分方法与现有技术中的十七区图的相应区划分方法一致。其中9区、 18区、19区、20区和21区为变压器低压侧电压和变压器高压侧无功均合格的区域，9区的边界范围为(QfciJAQtl) ^Qh< (QHmax-AQq)且(V^n+Δυ,) ^ VL< (VLfflax-AUq) ；17 区的边界范围为QHmax彡％且Vl彡VLfflin ； 18区的边界范围为QHmin ^Qh< (Qhmx- Δ Qq)且 (VLmax" Δ Uq)彡 Vl < VLmax，或者 QHmin ^Qh< (QHmin+ Δ Qq)且 VLmin+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ Uq) ； 19 区的边界范围为(QHffli +AQq) UH<QH-且 VLmin 彡 VL< (UAU,)，或者(Qaiiax-AQq) ^Qh
<QHfflax 且 VLmin+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ 仏)；20 区的边界范围为(QHmax- Δ Qq) ^ Qh < QHmax 且(V—- Δ Uq) ^ VL< VLfflax ； 21 区的边界范围为 QHmin ^Qh< (Qltain+ Δ Qq)且 VMn ( Vl
<(V-η+Δ^^。图3是本发明的流程图，如图所示，本发明的VQC控制方法首先需要获取中调下发 VQC的变压器高压侧无功上下限值QHmax、QHmin和低压侧电压的上下限值l^V^J步骤1)；监测当前变压器高侧无功值％、变压器低侧电压值\、变压器档位、无功补偿设备投切、以及相关断路器、隔离开关的位置信息(步骤2)；根据当前变压器运行点的％和\位于VQC 二十一区域策略图的哪一个区间，进行相应变压器抽头和无功补偿设备的动作(步骤幻若无功电压运行点进入第9区时，且Vh > Vhh时，投电抗器，当Vh < Vhl时，投电容器；若无功电压运行点进入18区，当Vh > Vhh时， 投电抗器；进入19区，当Vh < Vhl时，投电容器。另外，作为一个实施例，当前运行点进入20 区，不动作；当前运行点进入21区，不动作。作为一个实施例，其余的各区可以按照现有技术相同的控制方式分别做如下操作当运行点进去1区时，切电容；当运行点进入2区时，切电容；当运行点运行到3区时，升档降压或切电容器(作为一个优选方式，切电容优先)；当运行到4区时，升档降压； 当运行到5区时，升档降压；当运行到6区时，切电容；当运行到7区时升档降压；当运行到 8区时，切电容；当运行到10区时，投电容；当运行到11区时，降档升压；当运行到12区时， 投电容；当运行到13区时，降档升压；当运行到14区时，降档升压；当运行到15区时，降档升压或投电容器(作为一个优选实施例，投电容优先)；当运行到16区时，投电容；当运行到17区时，投电容。图4是本发明提供的变电站VQC控制系统的原理图，该系统包括通信模块、配置模块、监控模块以及控制模块。通信模块用来接收上述步骤1中中调下发的VQC的变压器高压侧无功上下限值QHmax、Qltain和低压侧电压的上下限值Vtax、νωη。配置模块可以用来提供输入界面，接收变电站的工作人员根据实际运行经验输入的预设的变压器高压侧电压的动作上下限值Vhh和Vm，投切一组无功补偿设备引起的变压器高压侧无功最大变化量Δ Qq和变低侧电压最大变化量Δ 、变压器调节一档引起的变压器高压侧无功最大变化量八化和变低侧电压最大变化量Δ^。监控模块装设于该站变压器高压侧和低压侧，监控当前变高侧无功QH、变低侧电压\、变压器档位、无功补偿设备投切、以及相关断路器、隔离开关的位置信息，然后将这些信息送入VQC控制模块中，控制模块根据当前运行点的％和\位于VQC 二十一区域策略图的哪一个区间，进行相应变压器抽头和无功补偿设备的动作。综上所述，采用本发明提出的实现上下层电网的协调优化的变电站VQC控制策略，既可保证运行点处变压器低压侧电压和变高侧无功合格，又可充分利用下层无功资源， 改善上层极端电压状况。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的修改、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种变电站VQC控制方法，其特征在于，包括步骤获取VQC的变压器高压侧无功上下限值QHmax、Qfcin和低压侧电压的上下限值Vtax、VMn ； 监测当前变压器高侧无功值％、变压器低侧电压值\、变压器档位、无功补偿设备投切、以及相关断路器、隔离开关的位置信息；按照以下预定策略进行相应变压器抽头和无功补偿设备的控制 当(U Δ Qq) ^Qh< (Qamax- Δ Qq)且(VLmin+ Δ Uq)彡 Vl < (VLfflax- Δ 仏)时，若 Vh > VHH, 则投电抗器；若Vh < Vhl,则投电容器；当 ^ QH < (QHfflax-AQq)且(VLmax-AU) ^ Vl < VLfflax 时，或者当 Qailin ( Qh<(QHmin+ Δ Qq)且 VLmin+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ 仏)时，若 Vh > Vhh,则投电抗器；当(U Δ Qq) ^ QH< Qaiiax 且 VLmin ^ VL< (VLfflin+ Δ U,)时，或者当(QHmax- Δ Qq) ( Qh<QHfflax 且 ViMn+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ U,)时，若 Vh < Vhl 时，投电容器；其中，Vhh为预设的变压器高压侧电压的动作上限值，Vm为预设的变压器高压侧电压的动作下限值，为投切一组无功补偿设备引起的变压器高压侧无功最大变化量；八队为投切一组无功补偿设备引起的变压器低压侧电压最大变化量，八化为变压器调节一档引起的变压器高压侧无功最大变化量，AUu为变压器低侧电压最大变化量。
2.根据权利要求1所述的变电站VQC控制方法，其特征在于按照预定策略进行相应变压器抽头和无功补偿设备的控制的步骤还包括当％ < Qsmin且VL彡Vl-时，切电容；当Qanin ^Qh< (QHmin+ Δ Qu)且Vl彡Vl-时，切电容； 当(U Δ Qu) ^Qh< (QHmax_ Δ Qq)且Vl彡Vtax时，升档降压或切电容器；当(Qltaax- Δ Qq)彡Qh<Qfcax且Vl彡VL-时，升档降压；当QH隱彡％且VL彡时，升档降压；当％ < QHmin且 (VLmax" Δ Uu)《\< VLmax 时，切电容；当 ％ 彡 Qsmax 且(VLfflax- Δ Uq)《\< VLmax 时，升档降压； 当 ％ < Qsmin 且(VLfflin+ Δ Uq) ^VL< (VLmax_ Δ Uu)时，切电容；当( 彡 Qamax 且(VLfflin+ Δ Uu) ( Vl<(VLfflax-AUq)时，投电容；当 ％<QHmin 且VLmin彡 VL< (VLfflin+AUq)时，降档升压；当％ 彡 Qllmax 且VLmin彡VL< (VLfflin+AUu)时，投电容且KVtain时，降档升压；当QMn<QH<(Qanin+ Δ Qq)且 Vl 彡 VLfflin 时，降档升压；当(Qfcin+ Δ Qq) ^Qh< (Qltaax- Δ Qu)且 Vl 彡 VLfflin 时，降档升压或投电容器；当(QHmax-AQu) <%<QHmax且KVtain时，投电容；当Qllmax彡Qh 且KVwn时，投电容。
3.根据权利要求2所述的变电站VQC控制方法，其特征在于当(Qfcin+AQU)^Qh<(QHfflax- Δ Qq)且 Vl 彡 VLfflax 时或(Qfcin+ Δ Qq) ^Qh< (Qamax- Δ Qu)且 VLfflin 时，优先选择切电容器。
4.一种变电站VQC控制系统，其特征在于，包括通信模块，用于获取VQC的变压器高压侧无功上下限值QHmax、Qfcin和低压侧电压的上下限值 VLmax、VLmin ；配置模块，用于接收用户输入的变压器高压侧电压的动作上下限值Vra和Vm，无功补偿设备引起的变压器高压侧无功最大变化量AQq和变低侧电压最大变化量Δ 、变压器调节一档引起的变压器高压侧无功最大变化量和变低侧电压最大变化量AUu;装设于变压器高压侧和低压侧的监控装置，用于监测当前变高侧无功他、变低侧电压八、变压器档位、无功补偿设备投切、以及相关断路器、隔离开关的位置信息，并发送给控制模块；所述控制模块，用于按照以下预定策略进行相应变压器抽头和无功补偿设备的控制 当(Qfcin+ Δ Qq) ^QH< (Qamax- Δ Qq)且(VLmin+ Δ Uq)彡 Vl < (VLfflax- Δ 仏)时，若 Vh > VHH, 则投电抗器；若Vh < Vhl,则投电容器；当 ^ QH < (QHfflax-AQq)且(VLmax-AU) ^ Vl < VLfflax 时，或者当 Qailin ( Qh<(QHmin+ Δ Qq)且 VLmin+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ 仏)时，若 Vh > Vhh,则投电抗器；当(U Δ Qq) ^ QH< Qaiiax 且 VLmin ^ VL< (VLfflin+ Δ U,)时，或者当(QHmax- Δ Qq) ( Qh<QHfflax 且 ViMn+ Δ Uq ^ Vl < (VLfflax- Δ U,)时，若 Vh < Vhl 时，投电容器。
5.根据权利要求4所述的变电站VQC控制系统，其特征在于所述控制模块还用于当 QH < QHmin且VL彡Vl-时，切电容；当Qamin ^QH< (Qanin+ Δ Qu)且VL彡Vl-时，切电容；当 (Qanin+ Δ Qu) ^QH< (QHmax- Δ Qq)且八彡 VLfflax 时，升档降压或切电容器；当(Qllmax- Δ Qq)彡 Qh<Qfcax且Vl彡VL-时，升档降压；当QH隱彡％且VL彡时，升档降压；当％ < QHmin且 (VLmax" Δ Uu)《\< VLmax 时，切电容；当 ％ 彡 Qsmax 且(VLfflax- Δ Uq)《\< VLmax 时，升档降压； 当 ％ < Qsmin 且(VLfflin+ Δ Uq) ^VL< (VLmax_ Δ Uu)时，切电容；当( 彡 Qamax 且(VLfflin+ Δ Uu) ( Vl<(Vlmx-AUq)时，投电容；当％ < 9_且1 彡Vl < VLfflin+AUq)时，降档升压；当％彡Qamax 且VLmin彡VL< (VLfflin+AUu)时，投电容且KVtain时，降档升压；当QMn<QH<(Qanin+ Δ Qq)且 Vl 彡 VLfflin 时，降档升压；当(Qfcin+ Δ Qq) ^Qh< (Qltaax- Δ Qu)且 Vl 彡 VLfflin 时，降档升压或投电容器；当(QHmax-AQu) <%<QHmax且KVtain时，投电容；当Qllmax彡Qh 且KVwn时，投电容。
6.根据权利要求5所述的变电站VQC控制系统，其特征在于所述控制模块当 (Qanin+ Δ Qu) ^Qh< (Qh隨-Δ Qq)且 Vl 彡 VLfflax 时或(QHmin+ Δ Qq) ^QH< (Qltaax- Δ Qu)且 Vl 彡 VLfflin 时，优先选择切电容器。
全文摘要
本发明提供的变电站VQC控制方法，首先获取VQC的变压器高压侧无功上下限值QHmax、QHmin和低压侧电压的上下限值VLmax、VLmin；监测当前变压器高侧无功值QH、变压器低侧电压值VL、变压器档位、无功补偿设备投切、以及相关断路器、隔离开关的位置信息；按照21区图进行相应变压器抽头和无功补偿设备的控制当运行点位于第9区时，且VH＞VHH时，投电抗器，若VH＜VHL时，投电容器；若无功电压运行点进入18区，当VH＞VHH时，投电抗器；19区当VH＜VHL时，投电容器。有效的将上下层电网的无功电压调控联系起来，进行协调控制，避免各变电站VQC各自为政控制导致全网调控欠优化的情况。该策略也可以应用到电网自动电压控制(AVC)系统中去。本发明还提供了变电站VQC控制系统。
文档编号H02J3/18GK102354995SQ201110303959
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者刘瀚林, 吴国炳, 张勇军, 李力, 李爱民, 杨银国, 林建熙, 翟伟芳, 蔡泽祥, 钱峰 申请人:华南理工大学, 广东省电力调度中心