一种无功智能调节输电系统的运行方法
【专利摘要】本发明公开了一种无功智能调节输电系统的运行方法，该无功智能调节输电系统的运行方法可通过对输电线路和无功智能调节装置一并监测，并以此为信息源动态智能调节无功补偿，从而实现平滑并网点功率和电压，维持提高输电线路的经济运行。
【专利说明】一种无功智能调节输电系统的运行方法 所属技术领域
[0001] 本发明涉一种无功智能调节输电系统的运行方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国电力系统装备水平不断发展和战略需要，长距离、大范围、高电压的超高 压和特高压输电系统已逐步形成。在高压输电系统中，当出现短路或者断路、负荷快速波动 造成电压瞬间降低的情况时，电力补偿设备应当迅速向输电系统提供一定容量的无功支撑 以便帮助输电系统电压的恢复，减轻由于电压问题造成发电机解列失控，用电设备损坏的 现象。
[0003] 无功功率补偿是电力系统中应用无功功率调节措施改善输电系统无功功率分布 和电压水平，从而降低地区输电系统间损耗和输变电线路功率损耗的方法。因此，电力系统 中无功功率补偿设备及装置有着极其重要的作用，优化配置补偿设备及装置，不但可以减 少输电系统损耗，提高供电质量，还能有效解决系统电压波动和谐波的问题。
[0004] 大输电系统的自动电压控制的核心是输电系统的无功优化计算。无功优化是最优 潮流中的一项典型问题。传统的大输电系统自动电压控制是在给定的潮流断面下，即系统 的网络拓扑和参数、负荷的有功和无功、发电机有功出力认为固定时，在满足系统运行设备 投运条件和系统状态参数运行范围的情况下，对发电机机端电压、无功补偿设备投退及可 调变压器的档位调节，以此改变系统的无功分布，从而减少系统的网损。
[0005] 大规模动态无功补偿设备若无合理的协调控制策略，则系统电压波动时设备可能 同时动作导致电压过调，其次若设备动作不恰当则会导致多次动作而调压效果也不明显， 因此制定多站间多套动态无功补偿设备之间的协调控制策略具有重要意义。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种无功智能调节输电系统的运行方法，该无功智能调节输电系统的 运行方法可通过对输电线路和无功智能调节装置一并监测，并以此为信息源动态智能调节 无功补偿，从而实现平滑并网点功率和电压，维持提高输电线路的经济运行。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供一种无功智能调节的输电系统的运行方法，该方 法包括如下步骤：
[0008] S1.监控装置获取模块实时获取输电系统调度中心下发的电压指令，并从电压指 令中提取各输电线路的电压期望值；
[0009] S2.监控装置确定输电线路的扰动模式，若所述输电系统的扰动类型为电机失速 扰动或电机脱网故障引起的输电系统扰动，则执行步骤S3,若所述输电系统扰动类型为通 道交流线路故障引起的输电系统扰动，则执行步骤S4;
[0010] S3.如果所述控制模块若判断扰动类型为电机失速扰动或发电机脱网故障引起的 输电系统扰动，则根据受扰动的输电线路的所述并网点的电压偏差值A U对所述无功智能 调节装置进行控制；
[0011] S4.所述控制模块判断所述扰动类型为通道交流线路故障引起的输电系统扰动， 则根据输电系统中电压偏差最大的输电线路的电压偏差值A Umax对所述无功智能调节装置 进行控制。
[0012] 优选的，在步骤S3中，包括如下子步骤：
[0013] S31.若| AU|》| AUd，则无功智能调节装置中SVC设备进行电压调节动作并获取 所述SVC设备的发出无功Q，若| AU| < | AUd，则结束操作，其中，当| AU|彡| AUd且Q彡 80%Qmax时，则无功智能调节装置中阀式可控高抗进行两级电压调节动作并执行S32;
[0014] S32.若I AUI彡I AU3|，则无功智能调节装置中阀式可控高抗进行全部电压调节 动作并执行S33;
[0015] S33. I AUI彡I AU4|，则无功智能调节装置中分级式可控高抗进行全部电压调节 动作并执行S34;
[0016] 其中，A山为所述SVC设备电压调节动作死区，A u2为通道上阀式可控高抗两级电 压调节动作死区，A U3为通道上阀式可控高抗全部电压调节动作死区，A U4为通道上分级式 可控高抗全部电压调节动作死区，A山< A U2< A U3< A U4，Q_X为所述SVC设备自身容量。
[0017] 优选的，在所述步骤S4中，所述输电系统中电压偏差最大的输电线路的电压偏差 值A Umax的计算公式为： f MJ. ?- {./：：
[0018] ^ * '； ' ' ,
[0019] 其中，Ui为输电系统中第i个输电线路的实际电压，If i为输电系统中第i个输电线 路的电压期望值，△ Ui为输电系统中第i个输电线路的电压偏差值，i G [1，n]。
[0020] 优选的，在步骤S4中，包括如下子步骤：
[0021] S41.若| AUmax|多| AU、|且持续x秒以上，则无功智能调节装置中SVC设备进行电 压调节动作，若I A Umax | < | A IT i |，则结束操作;若| A Umax |彡| A IT 21且持续x秒以上，则无 功智能调节装置中阀式可控高抗进行两级电压调节动作并执行步骤S42;
[0022] S42.若| AUmax|彡| AlT3|且持续x秒以上，则无功智能调节装置中阀式可控高抗 进行全部电压调节动作并执行步骤S43;
[0023] S43.若| AUmax|彡| AlT4|且持续x秒以上，则无功智能调节装置中分级式可控高 抗进行全部电压调节动作并执行步骤S44;
[0024] 其中，x为正整数，AIT i为所述SVC设备电压调节动作死区，AIT 2为通道上阀式可 控高抗两级电压调节动作死区，A IT 3为通道上阀式可控高抗全部电压调节动作死区，A 1/4 为通道上分级式可控高抗全部电压调节动作死区，A 1/ A 1/ 2< A IT 3< A 1/ 4。
[0025]优选的，所述SVC设备的主电路为三相三桥臂的逆变电路，由6个电力电子器件和 直流侧电容组成，所述SVC设备采用电压空间矢量的调制方式，为了便于在a-0坐标系上直 接控制，减少切换开关时造成的电压波动，控制SVC输出电压矢量在正六边形的内切圆中， 内切圆半径为、^d。表示SVC的直流侧电容电压。
[0026]本发明具有如下优点：（1)可通过对输电线路和无功智能调节装置一并监测，及时 发现并网点电压波动值，并以此为信息源动态无功功率，从而实现并网点电压稳定；（2)针 对并网点电压预设运行区间，对应不同的控制模式，协助输电系统调度中心共同完成对输 电线路的控制，协调控制各个输电线路的无功出力，在减少无功储备的基础上，保证电压保 持稳定，提高地区电压水平。
【附图说明】
[0027] 图1示出了本发明的一种无功智能调节的输电系统的框图；
[0028] 图2示出了一种无功智能调节的输电系统的运行方法流程图。
【具体实施方式】
[0029] 图1示出了本发明的一种无功智能调节的输电系统10,该输电系统包括：
[0030] 输电线路14,用于传输电能，该输电线路为多个；
[0031] 无功智能调节装置12,该无功智能调节装置12包括：
[0032] SVC设备121，用于为输电线路14提供无功功率，以维持并网点电压的稳定，该SVC 设备121为多个，并与所述输电线路14 对应；
[0033]以及阀式可控高抗122及分级式可控高抗123,同样用于为输电线路14提供无功功 率，阀式可控高抗122及分级式可控高抗123为多个，并与所述输电线路14一一对应；
[0034]并网装置13,用于实现无功智能调节装置12和输电线路14之间在并网点的并网运 行，该并网装置与所述输电线路14一一对应；
[0035] 和监控装置11;
[0036] 该监控装置11包括：
[0037] 获取模块112、检测模块113、控制模块114和用于所述各模块通信的通信总线111;
[0038] 所述获取模块112,用于接收所述输电系统调度中心下发的电压指令，并从所述电 压指令中提取各并网点电压期望值；
[0039] 所述检测模块113,用于实时检测个并网点的实际电压值；
[0040] 所述控制模块114,用于控制输电系统10的扰动类型，并用于控制所述无功智能调 节装置12,根据所述各并网点的电压期望值与实际电压的电压偏差值AU，对输电线路14进 行无功智能调节。
[0041] 优选的，所述控制模块114若判断扰动类型为电机失速扰动或发电机脱网故障引 起的输电系统10扰动，则根据受扰动的输电线路14的所述并网点的电压偏差值A U对所述 无功智能调节装置12进行控制。
[0042] 优选的，根据受扰动的输电线路14的电压偏差值A U对所述无功智能调节装置12 进行控制的方式如下：
[0043] 若| AU|彡| AUd，则无功智能调节装置12中SVC设备121进行电压调节动作并获 取所述SVC设备121的发出无功Q，若| AU|<| AUd，则结束操作，其中，当| AU|彡| AUd且Q 多80%Qmax时，则无功智能调节装置12中阀式可控高抗122进行两级电压调节动作；
[0044] 若| AU|彡| AU3|，则无功智能调节装置12中阀式可控高抗122进行全部电压调节 动作；
[0045] | AU|彡| AU4|，则无功智能调节装置12中分级式可控高抗123进行全部电压调节 动作；
[0046] 其中，A山为所述SVC设备121电压调节动作死区，A U2为通道上阀式可控高抗122 两级电压调节动作死区，A U3为通道上阀式可控高抗122全部电压调节动作死区，A U4为通 道上分级式可控高抗123全部电压调节动作死区，AUi; AU2< AU3< AU4，Qmax为所述SVC 设备121自身容量。
[0047] 优选的，所述控制模块114判断所述扰动类型为通道交流线路故障引起的输电系 统10扰动，则根据输电系统10中电压偏差最大的输电线路14的电压偏差值A Umadt所述无 功智能调节装置12进行控制。
[0048] 优选的，所述输电系统10中电压偏差最大的输电线路14的电压偏差值A Umax的计 算公式为： f 广
[0049] 繼私私
[0050]其中，Ui为输电系统10中第i个输电线路14的实际电压，IT i为输电系统10中第i个 输电线路14的电压期望值，A Ui为输电系统中第i个输电线路14的电压偏差值，i G [1，n]。 [0051 ]优选的，所述根据输电系统10中电压偏差最大的输电线路14的电压偏差值A Umax 对所述无功智能调节装置12进行控制的方式为：
[0052]若| AUmax|彡| AUSI且持续x秒以上，则无功智能调节装置12中SVC设备121进行 电压调节动作，若I A Umax | < | A 1/ i |，则结束操作；
[0053]若| AUmax|多| AlT2|且持续x秒以上，则无功智能调节装置12中阀式可控高抗122 进行两级电压调节动作；
[0054]若| AUmax|多| AUSI且持续x秒以上，则无功智能调节装置12中阀式可控高抗122 进行全部电压调节动作；
[0055] 若| AUmax|多| AIT 4|且持续x秒以上，则无功智能调节装置12中分级式可控高抗 123进行全部电压调节动作；
[0056] 其中，x为正整数，AIT i为所述SVC设备121电压调节动作死区，A 1/2为通道上阀式 可控高抗122两级电压调节动作死区，A IT 3为通道上阀式可控高抗122全部电压调节动作 死区，A IT 4为通道上分级式可控高抗123全部电压调节动作死区，A IT A IT 2< A IT 3< AU74〇
[0057] 优选的，所述SVC设备121的主电路为三相三桥臂的逆变电路，由6个电力电子器件 和直流侧电容组成。
[0058] 优选的，所述SVC设备121采用电压空间矢量的调制方式，为了便于在a-0坐标系上 直接控制，减少切换开关时造成的电压波动，控制SVC输出电压矢量在正六边形的内切圆 中，内切圆半径为^^表示SVC的直流侧电容电压。
[0059] 参见附图2,本发明的一种无功智能调节的输电系统的运行方法包括如下步骤：
[0060] S1.监控装置获取模块实时获取输电系统调度中心下发的电压指令，并从电压指 令中提取各输电线路的电压期望值；
[0061] S2.监控装置确定输电线路的扰动模式，若所述输电系统的扰动类型为电机失速 扰动或电机脱网故障引起的输电系统扰动，则执行步骤S3,若所述输电系统扰动类型为通 道交流线路故障引起的输电系统扰动，则执行步骤S4;
[0062] S3.如果所述控制模块若判断扰动类型为电机失速扰动或发电机脱网故障引起的 输电系统扰动，则根据受扰动的输电线路的所述并网点的电压偏差值A U对所述无功智能 调节装置进行控制；
[0063] S4.所述控制模块判断所述扰动类型为通道交流线路故障引起的输电系统扰动， 则根据输电系统中电压偏差最大的输电线路的电压偏差值A Umax对所述无功智能调节装置 进行控制。
[0064] 优选的，在步骤S3中，包括如下子步骤：
[0065] S31.若| AU|彡| AUd，则无功智能调节装置中SVC设备进行电压调节动作并获取 所述SVC设备的发出无功Q，若I AUl < I AUil，则结束操作，其中，当I AUI彡I AUil且Q彡 80%Qmax时，则无功智能调节装置中阀式可控高抗进行两级电压调节动作并执行S32;
[0066] S32.若| AU|彡| AU3|，则无功智能调节装置中阀式可控高抗进行全部电压调节 动作并执行S33;
[0067] S33. | AU|彡| AU4|，则无功智能调节装置中分级式可控高抗进行全部电压调节 动作并执行S34;
[0068] 其中，A山为所述SVC设备电压调节动作死区，A U2为通道上阀式可控高抗两级电 压调节动作死区，A U3为通道上阀式可控高抗全部电压调节动作死区，A U4为通道上分级式 可控高抗全部电压调节动作死区，A山< A U2< A U3< A U4，Q_X为所述SVC设备自身容量。 [0069]优选的，在所述步骤S4中，所述输电系统中电压偏差最大的输电线路的电压偏差 值A Umax的计算公式为： f -on
[0070] . :5
[0071 ]其中，Ui为输电系统中第i个输电线路的实际电压，If i为输电系统中第i个输电线 路的电压期望值，△ Ui为输电系统中第i个输电线路的电压偏差值，i G [1，n]。
[0072]优选的，在步骤S4中，包括如下子步骤：
[0073] S41.若| AUmax|多| AU、|且持续x秒以上，则无功智能调节装置中SVC设备进行电 压调节动作，若I A Umax | < | A IT i |，则结束操作;若| A Umax |彡| A IT 21且持续x秒以上，则无 功智能调节装置中阀式可控高抗进行两级电压调节动作并执行步骤S42;
[0074] S42.若| AUmax|彡| AlT3|且持续x秒以上，则无功智能调节装置中阀式可控高抗 进行全部电压调节动作并执行步骤S43;
[0075] S43.若| AUmax|彡| AU^I且持续x秒以上，则无功智能调节装置中分级式可控高 抗进行全部电压调节动作并执行步骤S44;
[0076] 其中，x为正整数，AIT i为所述SVC设备电压调节动作死区，AIT 2为通道上阀式可 控高抗两级电压调节动作死区，A IT 3为通道上阀式可控高抗全部电压调节动作死区，A 1/4 为通道上分级式可控高抗全部电压调节动作死区，A 1/ A 1/ 2< A IT 3< A 1/ 4。
[0077]优选的，所述SVC设备的主电路为三相三桥臂的逆变电路，由6个电力电子器件和 直流侧电容组成，所述SVC设备采用电压空间矢量的调制方式，为了便于在a-0坐标系上直 接控制，减少切换开关时造成的电压波动，控制SVC输出电压矢量在正六边形的内切圆中， 内切圆半径为ud。表示SVC的直流侧电容电压。
[0078]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当 视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种无功智能调节的输电系统的运行方法，该方法包括如下步骤：51. 监控装置获取模块实时获取输电系统调度中心下发的电压指令，并从电压指令中 提取各输电线路的电压期望值；52. 监控装置确定输电线路的扰动模式，若所述输电系统的扰动类型为电机失速扰动 或电机脱网故障引起的输电系统扰动，则执行步骤S3,若所述输电系统扰动类型为通道交 流线路故障引起的输电系统扰动，则执行步骤S4;53. 如果所述控制模块若判断扰动类型为电机失速扰动或发电机脱网故障引起的输电 系统扰动，则根据受扰动的输电线路的所述并网点的电压偏差值A U对所述无功智能调节 装置进行控制；54. 所述控制模块判断所述扰动类型为通道交流线路故障引起的输电系统扰动，则根 据输电系统中电压偏差最大的输电线路的电压偏差值AU max对所述无功智能调节装置进行 控制。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，包括如下子步骤：531. 若| AU|彡| ΔΙ^Ι，则无功智能调节装置中SVC设备进行电压调节动作并获取所述 SVC设备的发出无功Q，若| AU|<| AUi|，则结束操作，其中，当| AU|》| AUi|且Q》80%Qmax 时，则无功智能调节装置中阀式可控高抗进行两级电压调节动作并执行S32;532. 若| AU|彡| AU3|，则无功智能调节装置中阀式可控高抗进行全部电压调节动作并 执行S33;533. | AU|彡| AU4|，则无功智能调节装置中分级式可控高抗进行全部电压调节动作并 执行S34; 其中，△山为所述SVC设备电压调节动作死区，△ U2为通道上阀式可控高抗两级电压调 节动作死区，A U3为通道上阀式可控高抗全部电压调节动作死区，△ U4为通道上分级式可控 高抗全部电压调节动作死区，Δ山< Δ U2< Δ U3< Δ U4，Q_X为所述SVC设备自身容量。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述输电系统中电压偏差 最大的输电线路的电压偏差值AUmax的计算公式为：其中，Ui为输电系统中第i个输电线路的实际电压，if i为输电系统中第i个输电线路的 电压期望值，△ Ui为输电系统中第i个输电线路的电压偏差值，i e [1，n]。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，包括如下子步骤：541. 若| Δ Umax |彡| Δ IT i |且持续X秒以上，则无功智能调节装置中SVC设备进行电压调 节动作，若| Δ Umax | < | Δ IT i |，则结束操作;若| Δ Umax |彡| Δ IT 21且持续X秒以上，则无功智 能调节装置中阀式可控高抗进行两级电压调节动作并执行步骤S42;542. 若| Δ Umax |彡| Δ 1/31且持续X秒以上，则无功智能调节装置中阀式可控高抗进行全 部电压调节动作并执行步骤S43;543. 若| Δ Umax |彡| Δ 1/41且持续X秒以上，则无功智能调节装置中分级式可控高抗进行 全部电压调节动作并执行步骤S44; 其中，X为正整数，Δ IT i为所述SVC设备电压调节动作死区，Δ IT 2为通道上阀式可控高 抗两级电压调节动作死区，A 1/ 3为通道上阀式可控高抗全部电压调节动作死区，△ 1/ 4为通 道上分级式可控高抗全部电压调节动作死区，Δ 1/ Δ 1/ 2< Δ IT 3< Δ 1/ 4。5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述SVC设备的主电路为三相三桥臂 的逆变电路，由6个电力电子器件和直流侧电容组成，所述SVC设备采用电压空间矢量的调 制方式，为了便于在α_β坐标系上直接控制，减少切换开关时造成的电压波动，控制SVC输出 电压矢量在正六边形的内切圆中，内切圆半径为>Ud。表示SVC的直流侧电容电压。
【文档编号】H02J13/00GK105958503SQ201610414145
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】靖新宇
【申请人】成都欣维保科技有限责任公司