一种电力系统自动电压控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电力系统稳定的自动控制的技术领域，具体的来说，是一种电力 系统自动电压控制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 和频率一样，电压也是电能质量的重要指标之一。电压质量对电力系统稳定运行， 降低线路损耗，保证工业和农业生产安全，提高产品质量，降低用电损耗等都有直接影响。 造成电压波动的主要因索，一是用户无功负荷的变化，例如，高峰负荷和低谷负荷：二是电 网内无功潮流的变化，如发电机组的开机与停机引起电网内的无功潮流的变化，在运些情 况下，当电力系统中没有足够的无功电源和调压装置时，会产生大的电压波动和偏移，甚至 出现低电压和高电压运行状态。电压的变化对用户的运行特性有很大影响。电压过高过低 对用户W及电力系统都有不利的影响，因此，为了保证电器设备的正常工作，电力系统运行 中必须进行系统电压的监视与调节，W保证电压偏移在允许变化范围之内。
【发明内容】
[0003] 基于现有技术存在的不足，本发明提出了一种电力系统自动电压控制方法及装 置，控制方法通过发电厂控制及变电站控制实现自动电压控制，发电厂的电压控制采用基 于励磁调节器控制机端电压的方法。当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电 压也随之增减，并通过机端变压器进一步影响到母线电压的高低，励磁电流的增减可通过 改变励磁调节器（AVR)给定值实现。即是将发电机的实际端电压与给定值的偏差信号输入 励磁调节器，从而调节发电机的励磁电流，控制机端电压为设定值。
[0004] 在自动电压控制系统中，发电厂的自动电压控制根据总站下发的高压母线电压值 与实时测量到的高压母线值进行比较，并将比较后的电压变化量输送给自动励磁调节器 (AVR)，然后AVR再按照常规的方法控制发电机机端电压，进而达到控制高压母线电压的目 的。因此，发电厂自动电压控制的控制目标是使高压母线电压达到设定的值或设定的范围， 通过励磁调节器的给定对母线电压实现大闭环调节。
[0005] 发电厂采用单元接线方式将发电机经升压变压器连接到母线，在并网运行中，发 电压电压与高压母线电压间没有绝对的线性关系，在执行目标追踪过程中，采用逐次逼近 的调节方法。
[0006] 发电厂自动电压控制根据总站自动电压控制的指定电压协调厂内各机组的无功 出力，使出现电压在指定电压上稳定运行。
[0007] 发电厂自动电压控制是W控制升压变压器高压母线电压恒定或在一定的范围内 为目标，W达到提高系统稳定性的目的。
[000引 Xe为发电机到电力系统的电抗，X6=X片T，XdE=Xd+Xe，发电厂自动电压控制的目 标是Vh恒定或在一定的范围内变化：VH=Vt-IgXT，其中Jg是发电机发出的无功电流。
[000引当系统电压Vs下降时，Vh-Vs的差值变大，从而无功电流Q增加，即Vt=Vh+I品，从 而可W得出机端电压Vt增加，即增加发电机的无功出力，来维持系统电压的稳定。
[0010] 在系统中，稳定极限为：
[0011]
[001引式中：E'q为发电机q轴暂态电势，X'd为发电机d轴暂态电抗，Vt为发电机机端电 压，Xt为升压变压器电抗，VH为升压变压器高压侧电压，XJ专输线电抗，VS为系统电压。
[0013] 发电厂自动电压控制通过控制励磁调节器的输入来调节励磁电流的大小，从而控 制发电机机端电压的高低，W达到间接控制高压母线电压的目的，即发电厂自动电压控制 可在发电机允许的范围内提局E'q，从而使Pm。、提局，即提局系统的稳定极限，进而提局电能 传输能力。
[0014] 具体控制方法如下：
[0015] 电厂自动电压控制把从远方调度发来的电压指定值Uz与电厂本身从母线测到的 电压U进行比较，当Uz>Um时，进行增加励磁操作，增加励磁过程中考虑增加励磁有关的 约束限制，增加励磁直至Um接近UZ时停止；当Uz<Um时，进行减少励磁操作，减少励磁过 程同样要考虑减少励磁可能的各种限制因素，直到Um接近Uz时停止减少励磁。在增加（或 减少）过程中，只要有一个变量达到约束限制，则立即停止增加（或减少）操作。
[0016] 电厂的RTU是总站自动电压控制与电厂自动电压控制的信息交接点，总站自动电 压控制的电压调控信息经此传递到电厂，电厂自动电压控制的运行信息经此反馈给中屯、。 总站自动电压控制下发的信息是数字量和开关量，如果仅有电压数值没有数值信号则不会 被电厂自动电压控制所接受执行。而电厂自动电压控制反馈给总站的是开关量，它共有= 种状态，即是否接受总站自动电压控制状态、是否允许抬升电压或降低电压操作，将Uz与Um 进行比较，从而可W得出AU。需要进行判断，如果IAUl<AUmm可不作调整，如果IAU >AUmax,也不作调整，当判断出A山。<IAUl<AUmax,则进行进一步判断，若IAUl>0， 则进行增加励磁的操作，如果IAUl< 0,则进行减少励磁的操作。
[0017] 增加或减少无功使运行电压满足指令值的要求需要经过多次增加励磁或减少励 磁的操作来达到，使运行电压逐步接近指令值。在运个逐步接近的过程中，每一步都与机组 的相关约束进行比较，一旦有运行参数达到某个约束限制，立刻停止无功的调整，并向总站 自动电压控制发送不能增加或减少无功的告警信息。总站自动电压控制在接到告警信息 后，则维持此前的指定电压，不会再往告警的方向下达新的指定电压。电厂自动电压控制始 终使电厂出线电压维持在指定值位置。
[0018] 变电站控制包括母线电压合格、主变无功合理和主电网电压优化。
[0019] 母线电压的控制方式如下：
[0020] 1)当高压侧母线电压越限，通过投切无功设备来消除越限。
[0021] 2)如果在投切无功设备后其他高优先级的母线出现电压越限的情况，则先调节主 变分头，将中低压侧母线电压调节后，再投切无功设备。
[0022] 3)当中低压侧母线电压越限，采用如下规则进行控制：
[0023]a)如果中低压侧与高压侧调压方向一致，则优先投切无功设备，如果无功设备不 可投切，则调节分头。中低压侧与高压侧调压方向一致是指：中低压侧电压越上限同时高压 侧电压偏高（接近或超过上限）；中低压侧电压越下限同时高压侧电压偏低（接近或低于 下限）。
[0024] b)如果中低压侧与高压侧调压方向不一致，则继续根据高压侧关口无功情况判 定：
[0025] 如果高压侧无功已经合理，则优先调节分头，如分头不可调，则投切无功设备。
[0026] 如果高压侧无功不合理，并且无功的调节方向与中低压侧电压一致，则优先投切 无功设备，如果无功设备不可投切，则调节分头。
[0027] 如果高压侧无功不合理，并且无功的调节方向与中低压侧电压不一致，优先调节 分头，如分头不可调，则投切无功设备。
[002引高压侧无功的调节方向与中低压侧电压调节方向一致是指：中低压侧电压越上限 同时高压侧无功倒送或功率因数越上限；中低压侧电压越下限同时高压侧功率因数越下 限。
[0029] 主变无功的控制方式如下：
[0030] 在电压合格的情况下，判断控制单元主变高压侧无功是否合格。具体为：
[0031] 1)如果高压侧无功倒送：投切无功设备进行校正。
[0032] 2)考虑到无功量测的误差，目前无功倒送的判据是高压侧主变无功量测小于误差 阔值。
[0033] 主变无功控制时，应当保证母线电压的合格。
[0034] 主电网电压优化的控制方式如下：
[0035] 在电压合格和无功合格的情况下，考虑高压侧的电压优化策略。高压侧的优化电 压设定值采用全局无功优化计算给出的电压设定值，
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