专利名称：自寻优多级电压无功控制方法
技术领域：
本发明属于电网无功补偿领域，涉及农村电网无功补偿方法，特别是ー种自寻优多级电压无功控制方法。
背景技术：
现阶段我国农村电网主要结构为以110kV/10kV或66kV/10kV变电站为供电电源，通过IOkV高压线路将电能送到10kV/0. 4kV变电台区，由配电变压器及低压线路将电能送给终端用户。农村电网有以下几个特点
1、负荷分散，线路较长，末端用户电压低；
2、负荷的季节性强，农忙时的负荷比农闲时大十几倍；
近年随着农村电网无功补偿建设的不断发展，农村电网已经形成了以下三级无功补偿方法
I、变电站集中补偿在66kV或IlOkV变电站IOkV侧配置电容集中无功补偿装置，补偿容量一般为主变容量的159Γ30%，通常为ー组或ニ组，能够手动或自动投切。通过电容集中补偿，提供IOkV出口处所需无功，保证IOkV侧出口处电压在合格范围。2、IOkV线路集中补偿在IOkV高压输电线路上安装集中电容补偿装置，补偿容量通常为10(T600kaVr，一条IOkV线路上通常选择一到ニ个点进行安装。通过线路补偿，可以降低线路的电压降。3、台区分散补偿在IOkV配电台区，O. 4kV侧安装自动无功补偿装置，容量通常为配变容量的10°/Γ20%。根据台区O. 4kV出ロ处负荷，自动进行补偿，提高O. 4kV侧出ロ电压。目前农村电网无功补偿存在的问题是各级无功补偿装置均以本地无功补偿资源、本地电压为控制目标，而各级补偿装置之间没有相互支援，不能充分利用全网无功资源。经常出现，末端台区无功补偿装置全部投入而出ロ电压依然低；上级线路和变电站仍有剩余无功。形成全网无功有剰余，而局部电压偏低的情况，全网资源没有被充分利用。
发明内容
提供ー种利用全网无功资源自动寻优的多级电压无功控制方法，最大限度地降低线损和提高全网电压合格率，适合我国配电网特别是农村配电网变电站以下三级无功补偿设备的统ー管理。采用的技术方案是
I、自寻优多级电压无功控制方法，其特征在于
(I)在ー个变电站及以下的多条IOKV配电线路中，自寻优多级电压无功控制系统按如下方式配置
①在变电站装设ー个多级补偿控制器，在变电站IOKV侧装设一个或多个变电站无功补偿装置，在各条IOKV配电线路上装设O到2个线路无功补偿装置，在各条IOKV配电线路台区变压器的O. 4kV侧装设I个台区无功补偿装置，在设定的台区变压器的O. 4kV侧供电线路中装设电压监测终端；
②多级补偿控制器与变电站无功补偿装置通过现场总线连接和双向通讯，多级补偿控制器与线路无功补偿装置，台区无功补偿装置以及配电电压监测终端通过无线通讯连接和双向通讯；
③变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置均为按照九区图控制策略进行电压无功自动控制的无功补偿装置，并接受多级补偿控制器对九区图电压下限阈值的增量式修改，增量的级差为额定电压的z%，Z=O. I到I. 5 ；
④多级补偿控制器通过通讯方式采集各变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置，配电电压监测终端处的设备运行參数和电网质量參数，特别是电网的电压；
(2)多级补偿控制器通过如下的方法修改各个无功补偿装置九区图控制电压下限阈值，实现整个变电站以下监测点的低电压率最低化为的多级自寻优控制
①多级补偿控制器采集变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置，配电电压监测终端处检测到的电压数据，比较这些监测点的电压是否低于设定的合格电压下限值；
②多级补偿控制器依照就近支援补偿和避免震荡的原则把调整各级无功补偿控制器九区图电压下限阈值的周期划分成三个时段，Tl, T2和T3，其中T1=A*T2，T2=B*T3，T3等于5到50小时之间，Α=5, Β=7, Tl为变电站无功补偿控制器调整周期，Τ2为线路无功补偿控制器调整周期，Τ3为台区无功补偿调整周期；
③多级补偿控制器统计全站的低电压率Kot，各配电分支线路的低电压率Ki,i=l到N，N=变电站配电线路分支数；其中
KLOW_Kltal/Ktal
其中=Kltal为前ー个调整周期内全部检测数据的越下限个数；
Ktal为前ー个调整周期内全部检测数据个数；
K「Kltali/Ktali
其中Kltali为第i条配电线路前一个调整周期内全部检测数据的越下限个数；
Ktali为第i条配电线路前一个调整周期内全部检测数据个数；
④第一级自寻优控制方法是多级补偿控制器按变电站配电线路数N把T3均分成N个时段，在每个时段结束时依次对各个配电分支所有台区无功补偿装置九区图电压下限阈值 做一级增量式滚动优化调节，以使低电压率趋于最低；记前次统计的Ki为Ka，本次统计的Ki为Kb，修改的方向按照如下规则确定当本次低电压率不低于前次低电压率时，不改变增量的方向，即当Kb く Ka时，増量方向不变，当Kb永Ka时，増量方向改变；
⑤第二级自寻优控制方法是多级补偿控制器按变电站配电线路分支数N把T2均分成N个时段，在每个时段结束时依次对各个配电分支所有线路无功补偿装置九区图电压下限阈值做一次増量式滚动优化调节，电压下限阀值增加或减少额定电压的Z%，以使低电压率趋于最低；记前次统计的Ki为K。，本次统计的Ki为Kd，电压下限阀值修改的方向按照如下规则确定当本次低电压率小于等于前次低电压率吋，电压增量方向不变，即当Kd < K。吋，増量方向不变，当Kd术K。时，増量方向改变；
⑥第三级自寻优控制方法是多级补偿控制器每隔Tl时间对变电站无功补偿装置九区图电压下限阈值做一次増量式滚动优化调节，以使低电压率趋于最低；记前次统计的Kot为Ku，本次统计的Km为Kui,修改的方向按照如下规则确定当本次低电压率小于等于前次低电压率吋，电压增量方向不变，即当Kui彡Kli时，増量方向不变，当Kui术Kli时，増量方向改变；
2、对于原有变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置不支持増量式修改九区图电压下限阈值，但支持直接參数修改的情况，多级补偿控制器计算各个无功补偿装置的増量，以直接參数修改的方式，修改其九区图电压下限阈值。3、多级补偿控制器通过人机界面和通讯接ロ，向管理人员和上位计算机传输全站的低电压率Kot数据。 4、多级补偿控制器通过人机界面和通讯接ロ，接受管理人员和上位计算机下达的Z，Tl，T2，T3，A，B等參数，以实现进ー步人为干预的优化。按照本发明提供的利用全网无功资源自动寻优控制的多级电压无功控制方
法，改变了各级无功补偿装置均以本地无功资源、本地电压为控制目标，而各级补偿装置之间没有相互支援，不能充分利用全网无功资源的状况，解决了无法自动利用全网无功补偿装置的剩余资源，进ー步降低线损，提高电压合格率的问题。按照本方法进行全网无功优化，成本低，效果直接，易于实现，只需配置多级补偿控制器，并与三级无功补偿装置通讯，就可以实现全网自动寻优控制的多级电压无功控制，提高和保持全网电压合格率。
图I是本发明的一种实施例结构示意图。
具体实施例方式一种自寻优多级电压无功控制方法，以ー个典型变电站及以下配电网为例。配置一台多级补偿控制器，对各级无功补偿装置的电压下限进行调节，各级无功补偿装置随时根据新的电压调整范围，对本地无功做出优化调节，使得全网无功得到充分利用，降低全网低电压率。全网配置66kV/10kV变电站有2条IOkV配电线路。在变电站BI安装有变电站无功补偿装置B2和多级补偿控制器B3。第一条IOKV配电线路Xl上分別安装有线路补偿装置XII、台区无功补偿装置X12、台区无功补偿装置X13、台区无功补偿装置X14和低压监测装置X15。第二条IOKV配电线路X2上分別安装有线路补偿装置X21、线路补偿装置X22、台区无功补偿装置X23、台区无功补偿装置X24、台区无功补偿装置X25和低压监测装置X26。多级补偿控制器B3通过485通讯接ロ与该变电站设置的变电站无功补偿装置B2，通过无线公网同线路和台区无功补偿装置及低电压监测装置进行通讯，实现接收各级无功补偿装置及低电压监测终端的信息和发电压下限阀值的通讯功能。给多级补偿控制器B3设自寻优控制參数A=5，B=7, T3=12,则Τ2=84，Tl=420，配电线路数Ν=2，Τ3/Ν=6，即设定每隔6小时多级补偿控制器对台区无功补偿装置电压下限阀值进行一次调整，Τ2/Ν=42,即设定则每隔42小时多级补偿控制器对线路无功补偿装置电压下限阀值进行一次调整，每隔420小时，多级补偿控制器对变电站无功补偿装置电压下限阀值进行一次调整。给多级补偿控制器B3设增量的级差参数Z%=1%。
变电站、线路、台区无功补偿装置九区图电压无功设置如下表
权利要求
1.自寻优多级电压无功控制方法，其特征在干 (1)在ー个变电站及以下的多条IOKV配电线路中，自寻优多级电压无功控制系统按如下方式配置 ①在变电站装设ー个多级补偿控制器，在变电站IOKV侧装设一个或多个变电站无功补偿装置，在各条IOKV配电线路上装设O到 2个线路无功补偿装置，在各条IOKV配电线路台区变压器的O. 4kV侧装设I个台区无功补偿装置，在设定的台区变压器的O. 4kV侧供电线路中装设电压监测终端； ②多级补偿控制器与变电站无功补偿装置通过现场总线连接和双向通讯，多级补偿控制器与线路无功补偿装置，台区无功补偿装置以及配电电压监测终端通过无线通讯连接和双向通讯； ③变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置均为按照九区图控制策略进行电压无功自动控制的无功补偿装置，并接受多级补偿控制器对九区图电压下限阈值的增量式修改，增量的级差为额定电压的z%，Z=O. I到I. 5 ； ④多级补偿控制器通过通讯方式采集各变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置，配电电压监测终端处的设备运行參数和电网质量參数，特别是电网的电压； (2)多级补偿控制器通过如下的方法修改各个无功补偿装置九区图控制电压下限阈值，实现整个变电站以下监测点的低电压率最低化为的多级自寻优控制 ①多级补偿控制器采集变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置，配电电压监测终端处检测到的电压数据，比较这些监测点的电压是否低于设定的合格电压下限值； ②多级补偿控制器依照就近支援补偿和避免震荡的原则把调整各级无功补偿控制器九区图电压下限阈值的周期划分成三个时段，Tl, T2和T3，其中T1=A*T2，T2=B*T3，T3等于5到50小时之间，Α=5, Β=7, Tl为变电站无功补偿控制器调整周期，Τ2为线路无功补偿控制器调整周期，Τ3为台区无功补偿调整周期； ③多级补偿控制器统计全站的低电压率Kot，各配电分支线路的低电压率Ki,i=l到N，N=变电站配电线路分支数；其中 KLOW_Kltal/Ktal 其中=Kltal为前ー个调整周期内全部检测数据的越下限个数； Ktal为前ー个调整周期内全部检测数据个数； K「Kltali/Ktali 其中Kltali为第i条配电线路前一个调整周期内全部检测数据的越下限个数； Ktali为第i条配电线路前一个调整周期内全部检测数据个数； ④第一级自寻优控制方法是多级补偿控制器按变电站配电线路数N把T3均分成N个时段，在每个时段结束时依次对各个配电分支所有台区无功补偿装置九区图电压下限阈值做一级增量式滚动优化调节，以使低电压率趋于最低；记前次统计的Ki为Ka，本次统计的Ki为Kb，修改的方向按照如下规则确定当本次低电压率不低于前次低电压率时，不改变增量的方向，即当Kb く Ka时，増量方向不变，当Kb永Ka时，増量方向改变； ⑤第二级自寻优控制方法是多级补偿控制器按变电站配电线路分支数N把T2均分成N个时段，在每个时段结束时依次对各个配电分支所有线路无功补偿装置九区图电压下限阈值做一次増量式滚动优化调节，电压下限阀值增加或减少额定电压的Z%，以使低电压率趋于最低；记前次统计的Ki为K。，本次统计的Ki为Kd，电压下限阀值修改的方向按照如下规则确定当本次低电压率小于等于前次低电压率吋，电压增量方向不变，即当Kd < K。吋，増量方向不变，当Kd术K。时，増量方向改变； ⑥第三级自寻优控制方法是多级补偿控制器每隔Tl时间对变电站无功补偿装置九区图电压下限阈值做一次増量式滚动优化调节，以使低电压率趋于最低；记前次统计的Kot为Ku，本次统计的Km为Kui,修改的方向按照如下规则确定当本次低电压率小于等于前次低电压率吋，电压增量方向不变，即当Kui彡Kli时，増量方向不变，当Kui术Kli时，増量方向改变。
2.根据权利要求I所述的自寻优多级电压无功控制方法，其特征在于对于原有变电站无功补偿装置，线路无功补偿装置，台区无功补偿装置不支持増量式修改九区图电压下限阈值，但支持直接參数修改的情况，多级补偿控制器计算各个无功补偿装置的増量，以直接參数修改的方式，修改其九区图电压下限阈值。
3.根据权利要求I所述的自寻优多级电压无功控制方法，其特征在于多级补偿控制器通过人机界面和通讯接ロ，向管理人员和上位计算机传输全站的低电压率Kot数据。
4.根据权利要求I所述的自寻优多级电压无功控制方法，其特征在于多级补偿控制器通过人机界面和通讯接ロ，接受管理人员和上位计算机下达Z，Tl，T2，T3，A，B參数，以实现进ー步人为干预的优化。
全文摘要
自寻优多级电压无功控制方法，是一种以提高电网电压合格率为目的的自寻优控制方法。多级补偿控制器与按九区图方式自动控制的变电站、线路、台区三级无功补偿装置及电压监测终端通讯连接，并以动态自寻优多级控制方法，增量式调节无功补偿装置的九区图电压下限阀值，使各级无功补偿装置通过就近支援补偿，进一步提高补偿电容的利用率，达到全网低电压率最低化。按照本方法进行全网电压无功优化控制，成本低，效果直接，易于实现，解决了无法自动利用全网无功补偿装置的剩余资源，进一步降低线损，提高电压合格率的问题。
文档编号H02J3/18GK102651549SQ201210128488
公开日2012年8月29日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者张 浩 申请人:沈阳华岩电力技术有限公司