CN104201691A - 一种无功优化控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及无功优化控制方法及***，通过地区电网区域划分，实现尽可能小的区域范围内的无功就地平衡；构建模型以使区域内每条支路的无功传输最小化；控制模式的自适应选择、协调配合执行；设置实测电压和无功两个变量上下限值，实行九区图控制。基于本发明使地区电网满足相应优化控制目标：实现电力***安全、优质、经济多控制目标分解协调，实现电网无功电压的安全稳定、电压合格，在前两者的基础上使无功分布尽量满足分层分区平衡，以降低网损。

Description

一种无功优化控制方法及***

技术领域

本发明涉及智能电网领域，特别涉及一种无功优化控制方法及***。

背景技术

随着电网规模逐渐扩大，一些基本功能渐渐增加了维护工作与监控难度。现有调度***运行监控功能有很大局限性，其中一个表现在于无功优化控制(AVC)方面。

从电力***潮流物理意义进行分析，***频率是衡量电力***有功平衡的唯一指标，是全网统一的。相对而言，电力***无功平衡影响***电压质量，但是母线电压监测点数量多且分散、电压无功控制设备数量大，分布在不同层次的电网中，具有分散自治的特点。优化状态的电力***无功潮流分布应满足高电压水平下分层分区平衡原则，即：

1)具备充足的无功电源，使电力***运行在允许的高电压水平；

2)尽量做到各电压等级电网无功平衡，避免高压网输送无功功率过大，利于提高输电功率因数；

3)无功不宜长距离输送，各电压等级网络内部无功尽量分区甚至就地平衡，减少网络损耗，值得强调的是，该原则还表明，电压无功控制仅仅使无功在总量上达到平衡是远远不够的，必须使平衡最好就地或在尽可能小的范围内得到满足；

4)无功平衡的局域性和分散性决定了AVC控制必须采取分层分区的空间解耦控制方案、并在时间上也进行解耦，使AVC控制能够协调配合有序执行，避免控制产生电压无功波动或振荡。

然而，现有的AVC策略难以满足上述要求，在智能化、先进性、安全可靠性方面都存在不足，这些不足不仅限制了技术支持***运行的实际效果与技术发展，而且对于满足电网进一步发展的需要存在一定的差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无功优化控制方法及***，能够结合电网特点，完善AVC历史事项保存和AVC统计报表自动生成功能，以及解决AVC在实际运行的问题，进一步优化无功电压的优化控制，提高电能质量，降低损耗，减轻监控人员的调压劳动强度，满足高电压水平下分层分区平衡原则。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种无功优化控制方法，将地区电网中的各个厂站，及由若干个相邻厂站形成的组合，分别划分为相应的区域，对区域内的无功设备进行控制；

构建相应的模型，以母线电压满足限值，关口功率因数合格为约束条件，求取如下目标函数的最小值，使各区域内的每条支路的无功传输最小化：

min∑(PR+QX)/U

其中，R为线路电阻，X为线路电抗，P为输送有功功率，Q为输送无功功率，U为母线电压。

可选地，当单个厂站所在的第一区域无法满足无功就地平衡时，对由该厂站及其相邻厂站形成的组合所在的第二区域内的无功设备进行控制，以使第二区域满足无功就地平衡。

可选地，对各个区域内电容器的投切进行控制，来调整负荷侧母线上无功注入的增加或减少；对各区域内变压器分接头的电压升降进行控制，来调整该变压器支路的无功潮流。

可选地，进行区域电压控制，对区域枢纽厂站的无功设备进行控制，来校正区域内母线群体电压水平；

或者，进行就地电压控制，由区域内各厂站就地控制无功设备来响应就地电压变化；

或者，进行区域无功控制，对发电机无功出力、电容器投切、变压器分接头升降进行协调控制，以使全网电压水平最高、线路无功潮流最小、网损降低。

可选地，为区域内的变电站，设定实测电压和无功功率这两个变量各自的上下限值，将电压及无功平面分割成九个控制区，对其中电容器和主变压器电压档位的调整实行相应的控制；

其中，无功上下限值通过以下任意一种模式来设置，包含：

进行功率因数法，通过功率因数限值与当前有功功率折算出无功上下限值；

进行电容容量折算法，设定允许倒送本变电站最大电容容量的一定系数，及设定最多允许吸收本变电站最大电容容量的一定系数，作为无功上下限值；

进行固定无功限值法，人为设定一对固定的无功上下限值；

进行自动选择法，优先采用功率因数法，在轻负荷时自动切换至电容容量折算法，通过有功低限门槛值来自动选择无功上下限值。

可选地，对于电压越上限且无功过补的第一控制区，先切电容器，后降变压器档位；

对于仅电压越上限的第二控制区，先降变压器档位，后切电容器；

对于电压越上限且无功欠补的第三控制区，先降变压器档位，后切电容器；

对于电压合格而无功欠补的第四控制区，仅投电容器；

对于电压越下限且无功欠补的第五控制区，先投电容器，后升变压器档位；

对于仅电压越下限的第六控制区，先投电容器，后升变压器档位；

对于电压越下限且无功过补的第七控制区，先升变压器档位，后投电容器；

对于电压合格而无功过补的第八控制区，仅切电容器；

对于无功、电压均合格的第九控制区，不需要调整。

本发明的另一个技术方案是提供一种无功优化控制***，其中包含：

控制单元，用来实现上述任意一项无功优化控制方法；在EMS***的任意一台非服务器节点上配置所述控制单元形成AVC主机；

所述AVC主机从与之信号连接的SCADA***的服务器处，获取电网内各变电站内无功设备的实时数据，供控制单元分析计算使用；

所述AVC主机根据控制单元的分析计算结果，向与之信号连接的操作中心工作站发送对无功设备的控制措施。

可选地，所述控制单元与所述SCADA***及EMS***的平台之间，通过遥控接口单元进行数据交互，在符合设备检修或备用属性、或控制周期、或动作次数限制要求的前提下，实现对电容器或变压器分接头的遥控控制。

可选地，所述无功优化控制***，以主变压器、或电容器、或母线、或厂站，或该无功优化控制***本身发生的事件，来触发对相应无功设备的闭锁。

可选地，所述无功优化控制***设置有统计查询工具，来统计并提供以下数据的查询：

对主变压器及电容器的动作次数、拒动次数、控制成功率进行动作次数统计及查询；

对电压平均值及合格率进行母线电压统计及查询；

对功率因数平均值及合格率进行主变力率统计及查询。

与现有技术相比，本发明所述的无功优化控制方法及***，其优点在于：

基于本发明使地区电网满足相应优化控制目标：实现电力***安全、优质、经济多控制目标分解协调，达成电网无功电压的安全稳定为首要控制目标，其次保证电压合格，在前两者的基础上使无功分布尽量满足分层分区平衡，以降低网损。

基于无功电压局域性和中国分级调度体系，AVC借鉴成熟的分级控制思想，将大规模电网进行分层分区的时空解耦并分级协调控制。地调AVC***将电网在线动态划分为若干个电气控制区域，通过控制区域内中枢母线电压和联络线潮流，使母线电压合格、线路无功潮流分布尽量满足分层分区平衡，达到减少网损的目的。

将省地调两级电网在关口(一般为220kV主变)进行解耦，利用省地调AVC协调控制技术，地调控制关口无功交换满足省调实时无功指令或功率因数考核指标，实现电力***发输配全局无功资源的上下协调、充分利用，充分挖掘全局电网中无功资源的控制潜力。

本发明的AVC***基于一体化设计体系，实现数据无缝衔接，利于方便考虑足够有效的安全措施；网络建模及参数验证自动完成且只需维护一套参数，与EMS***共享人机界面，减少维护工作量；减少控制命令的传输环节，保证控制过程的流畅性和可靠性；基于稳定可靠、安全性高的UNIX操作***，减少***网络不安全因素；AVC***可安装于EMS中除服务器外的任意节点上，方便扩展、配置灵活。

本发明基于QT图形界面的统计功能极大方便在动作次数、电压、力率等合格率方面的统计，使用较方面，提供友好的人机界面。提供的无功限值参数模型，可以灵活设置，满足不同厂站不同的需求。

附图说明

图1是本发明所述无功优化控制方法中九区图控制的示意图；

图2是本发明所述无功优化控制***的结构示意图。

具体实施方式

本发明所述无功优化控制方法中，主要包含以下方面：地区电网区域划分，实现尽可能小的区域范围内的无功就地平衡；构建模型以使区域内每条支路的无功传输最小化；控制模式的自适应选择、协调配合执行；设置实测电压和无功两个变量上下限值，实行九区图控制。

S1、本发明中根据无功平衡的局域性和分散性，对地区电网电压无功分层分区控制，使自动控制在空间上解耦，并支持自适应区域嵌套划分。AVC分层分区算法是，根据网络拓扑实时跟踪方式变化，以220kV枢纽变电站为中心，将整个电网分成无功电压电气耦合度很弱的区域电网。对每个区域电网，无功采取“区域嵌套平衡”方式，即优先考虑变电站就地平衡，必要时考虑无功倒流及区域平衡。

具体地，本发明中分区后的最小区域为一个厂站，最大区域则为全网。为优化无功平衡状态，AVC控制要求必须在尽可能小的区域(例如某一个厂站b)范围内使无功就地平衡，如果该区域无功就地平衡无法得到满足，则将该区域范围扩大到相邻厂站(例如ab两站或bc两站组成的区域)，在此扩大区域内使无功得到就地平衡；如果仍然不能满足，则继续扩大到包含相互邻近的更多个厂站的区域(例如abc三站组成的区域)。

S2、本发明中以分级分区电压控制方式构建模型，来实现保证电压质量、减少无功传输并进而降低网损的目标。AVC控制的目标不直接追求网损最小，而是减少区域内每条支路的无功传输，对此，将所述模型表示为求取目标函数的最小值：

min∑(PR+QX)/U

其中，R为线路电阻，X为线路电抗，P为输送有功功率，Q为输送无功功率，U为母线电压；为使目标函数最小，应使Q＝0，U靠近上限；

约束条件：电压满足限值约束，关口无功或功率因数合格。

控制变量：地区电网可控设备为电容器和变压器分接头。电容器和变压器分接头为离散型变量，每天调节次数有限。前者向***注入无功，后者可改变无功分布。

基于实时灵敏度分析可知，控制电容器的投/切，可以控制电力***中负荷侧母线(视为PQ母线)的无功注入，使全网各PQ节点电压变化；如果无功注入增加(如投入电容器)将使全网所有负荷节点电压升高，其中对无功增量注入点的电压影响最大。控制有载调压变压器分接头将改变该变压器支路无功潮流，电压升高侧将多吸收无功，相应将使另一侧电压有所降低。

在潮流计算中可以采用摄动法计算各状态变量和控制变量之间的灵敏度，可以与用公式计算的灵敏度相比较。摄动法具体而言就是对逐个对电容器投/切扫描计算，对变压器升/降扫描计算，并形成灵敏度二维因子表，便于优化分析和专家知识库使用。

灵敏度二维因子表如下：

根据经济压差原理可知，对于支路潮流计算有下列公式

输电损耗：ΔP＝R*P²/U2+R*Q²/U²

线路压降：ΔU≈(P*R+Q*X)/U

分析上述公式可以得出：U越大，Q越小，则输电损耗和线路压降越小，Q＝0时，线路无功分点恰好位于中点，此时ΔU称为经济压差。经济压差原理是高电压水平下无功分层分区平衡原则极限状态的定量表示。

S3、本发明在分层分区空间解耦和混杂控制时间解耦的总体控制方案前提下，考虑各种控制设备的时间响应特性，构建多种控制模式，各种控制模式根据电网电压无功状态实际状态自适应选择、协调配合执行，基于控制模式来实现保证电压质量和关口功率因数、减少线路无功传输的预期控制目标。本发明在分层分区空间解耦基础上构建不同的AVC控制模式，且各控制模式按响应周期在时间上解耦。

本发明中主要基于如下三种控制模式，不同控制模式采用相应控制策略：

其一、区域电压控制

区域群体电压水平受区域枢纽厂站无功设备控制影响，是区域整体无功平衡的结果。结合实时灵敏度分析和自适应区域嵌套划分确定区域枢纽厂站。当区域内无功分布合理，但区域内电压普遍偏高(低)时，调节枢纽厂站无功设备，能以尽可能少的控制设备调节次数，使最大范围内电压合格或提高群体电压水平，同时避免了区域内多主变同时调节引起振荡，实现区域电压控制的优化。优选地，实行区域电压控制数十秒，控制区域枢纽厂站电压无功设备，校正或优化区域内母线群体电压水平。

其二、就地电压控制

由实时灵敏度分析可知，就地无功设备控制可最快、最有效地校正当地电压越限。厂站内变压器和电容器按九区图基本原理分时段控制。电压限值根据逆调压规则确定，高峰时段电压下限偏高，低谷时段电压上限偏低，实现逆调压。优选地，实行电压校正控制数十秒，主要由各厂站就地控制无功设备快速响应就地电压变化。

其三、区域无功控制

当电网电压合格并处于较高运行水平后，按无功分层分区甚至就地平衡的优化原则检查线路无功传输是否合理，通过实时潮流灵敏度分析计算决定投切无功补偿装置以尽量减少线路上无功流动、降低线损并调节有关电压目标值。优选地，实行区域无功控制5分钟－15分钟，全面协调控制发电机无功出力、容抗器投切、变压器分接头升降，使全网电压水平尽可能高、线路无功潮流最小、降低网损。

区域无功控制还进一步包含：

1)区域无功欠补(不足)，流进区域无功偏大时，根据实时潮流灵敏度分析，从该区域补偿降损效益最佳厂站开始寻找可投入无功设备，使得无功潮流在尽可能小的区域内满足分区平衡，线路上无功流动最小；

2)区域无功过补(富余)，使区域无功倒流时，如果该区域不允许无功倒流，根据实时潮流灵敏度分析，从该区域切除电容器校正无功越限最灵敏厂站开始寻找可切除无功设备，消除无功越限。

电容器等无功补偿装置的无功出力是非连续变化的，由于无功负荷变化及电容器容量配置等原因，实际运行中无功不可能完全满足就地或分层分区平衡，在保证区域关口无功不倒流的前提下，区域内电网各厂站之间无功可以倒送。

投入或切除无功设备可能使电压越限时，考虑控制组合动作，如投入电容器时预先调整主变分头，使控制后电压仍然在合格范围内，但减少了线路无功传输。

本发明中根据电网电压无功空间分布状态自动选择控制模式，控制模式优先顺序是“区域电压控制”>“电压校正控制”>“区域无功控制”。例如区域电压偏低时采用“区域电压控制”，快速提高群体电压水平；越限状态下采用“电压校正控制”，保证节点电压合格；全网电压合格时则考虑经济运行，采用“区域无功控制”。

S4、本发明中控制模式构建方法遵循高电压水平下无功分层分区平衡优化原则，综合了厂站九区图控制原理明晰简单、运行可靠和区域无功平衡全网协调性好、能实现全局优化的优点。控制模式之间的协调优先保证电压和功率因数约束，***网损则次之。通过模式优先级和响应周期考虑控制动作次序问题，避免控制过调或振荡。

所述九区图法，根据变电站运行方式，以实测电压和无功两个变量构成的控制策略，来指导电容器和主变档位的调整，保证电压合格，无功平衡。其逻辑判断是基于给出的固定电压和无功的上下限值，把电压和无功平面分割成如图1所示的九个控制区，根据不同运行区域采取不同的控制策略。

表1九区图法控制策略

序号	区域位置	状态	策略说明
				1	区域1	电压越上限，无功过补	优先切电容，后降档位
2	区域2	电压越上限	优先降档位，后切电容
				3	区域3	电压越上限，无功欠补	优先降档位，后切电容
4	区域4	电压合格，无功欠补	投电容
				5	区域5	电压越下限，无功欠补	优先投电容，后升档位
6	区域6	电压越下限	优先投电容，后升档位
				7	区域7	电压越下限，无功过补	优先升档位，后投电容

8	区域8	电压合格，无功过补	切电容
				9	区域9	合格	无策略

本发明中为适应不同厂站无功控制的需求，对无功控制参数进行灵活配置，以站为单位，可通过以下四种模式来设置无功限值：

表2无功限值模式

本发明中AVC设计混杂控制结构，使闭环控制随时间跟踪电压无功状态自动协调有序进行。例如若AVC检测到电压越限，则形成离散事件并驱动控制，从而形成控制指令交给遥控接口执行，遥控命令作用于连续运行的电网，电网执行命令形成新的稳态潮流分布后可消除越限。此时全网电压合格，启动区域无功优化控制，无功设备调节采用序列投切，即每周期内只允许一次投切动作，这样保证离散控制指令作用于电网后，电网有时间来形成新的稳态分布潮流。在下一周期，AVC根据新的潮流状态自动判断选择控制模式，从而逐步逼进优化运行状态并且能够避免控制过调。

如图2所示，本发明的无功优化控制***，将含有上述AVC控制策略的控制单元配置在EMS***(能量管理***)的任意一台非服务器节点上，形成AVC主机，并为其配置备用节点(AVC备机)互为热备用，其它节点作为客户端具备浏览功能，可用作监视管理和观摩演示。AVC主机和AVC备机与操作中心工作站(双屏)、SCADA(数据采集与监视控制***)服务器分别信号连接。

AVC控制策略可实现多操作中心统一控制，并且实现信息分层、操作分控。配置主要AVC控制策略的控制单元，只须在服务器上运行，而不受限制于物理上的多操作中心。一个操作中心可视为一个物理分区，但该操作中心所负责的厂站群往往和AVC***按220kV或110kV厂站为中心进行电气分区的厂站群不一致，即物理分区和电气分区不一致。AVC***配置于调度中心主站端，先对电网进行“软”的电气分区并分析计算，再将调节措施发送给各物理分区的操作中心。操作中心工作站作为客户端可访问AVC服务器，其访问信息如AVC控制措施、投退操作等仅与该操作中心所属厂站相关，其余厂站信息则被筛选和屏蔽。

本发明的AVC控制***和SCADA/EMS***具有统一支撑软件平台，作为EMS***的一个应用与EMS平台一体化设计，从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA获取实时采集数据并进行在线分析和计算，对电网内各变电所的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，进行网络通讯、数据交流、图形及设备资源共享，保持图形、电网运行参数等全网一致性，实现全网无功电压优化控制闭环运行，

AVC***和SCADA/EMS平台之间通过遥控接口单元，进行数据无缝衔接，减少遥控命令传输环节和***网络不安全因素，保证自动控制可靠性、又兼顾自动控制流畅性。该遥控接口单元为保证遥控安全可靠，采用严格筛选、验证机制，只允许电容器开关或变压器分接开关进行远方自动调节，其他点全部闭锁。对于连续若干次遥控不成功的变压器分接开关和电容器，认为其遥控下行通道故障，对该设备做自动闭锁处理。对于电容器开关，如果仅遥控预置不成功，则立即再次重新预置。

本发明的AVC***中，由数据库模型定义了厂站、电压监测点(母线)、控制设备(电容器、变压器)等记录。运行时AVC***根据SCADA遥信信息，根据网络拓扑实时跟踪电网运行方式变化，包括但不限于识别变压器是否并列运行、识别任意厂站之间连接关系来进行自适应区域嵌套划分，实现动态分区并校验，防止因刀闸位置错误或其它因素造成的分区错误。

本发明的AVC***对电压无功控制设备直接进行遥控。为支撑主网电压，在220kV主网电压过低的情况下，AVC***不但闭锁调节220kV主变分接头，而且对于110及35kV变电站尽量投入电容器、禁止上调分接头，不从主网吸收无功，防止造成主网电压崩溃。

AVC***从SCADA读取相关标志，确定被控设备当前状态电气控制属性，来进行相应控制：例如，对检修设备自动闭锁；例如，对热备用设备在线控制，对冷备用设备自动闭锁。

另外，AVC***需要考虑控制命令周期和设备控制周期综合决定命令是否下发，防止控制过调或过于频繁：例如，主变档位设备控制周期至少为2分钟；电容器切除后投入设备控制周期为5分钟。还需要考虑设备的日动作次数限值，当达到限值时自动闭锁设备，防止控制次数频繁对设备造成损坏。

为防止环流，AVC***对于并列变压器进行交替调节，使并列变压器处于同一变比，操作先后顺序可根据变压器容量和操作内容设定。对于档位类型不一致的主变并列运行时，人工设定并列档位对应状态和操作先后顺序，自动调整使两台主变并列档位一致(即并列变比一致)。主变并列运行，一台主变非有载调压或者闭锁，不进行并列调整，避免造成并列档位不一致。10kV母线不分段运行时，对热备用变压器档位进行联调，使得运行方式变化主变需要并列运行时，其并列档位保持一致；考虑极限档位限制，当档位升到最高档仍需要升档或降到最低档仍需要降档时，自动闭锁档位而改为投切电容器。对电容器调节时，未装设限流电抗器的并列电容器组不允许同时投切，而一般情况下允许同时投切，可根据需要人工设置。并列电容器循环投切。

本发明的AVC***，采用事件触发-闭锁机制。对于变压器档位调节来说，例如，在变压器内部故障、过负荷、轻重瓦斯动作、主变油温过高、压力释放，或差动保护动作时，闭锁相应主变分接开关；在调节变压器分接开关时，当电压调节一次变化超过2*step(step指变压器高端档位调节一次引起的低端电压变化量)，或调节一次档位变化超过2档(具有分头死区的变压器档位特殊处理)，任一条件满足则认为主变滑档，自动闭锁并发变压器急停命令。

或者，档位命令下发但在控制命令周期内档位无变化或相应母线电压无变化，任一条件满足则判断主变档位拒动。连续两次拒动即连续两次遥控不成功，自动闭锁主变档位。并列主变联调时一台主变分接开关调压操作失败，使并列档位不一致时，可以按顺序选择如下三种处理措施：对操作不成功的主变分接开关发出档位不一致、调整档位控制命令，自动对档位进行同步操作；或者，将操作成功的分接开关调回先前状态，自动闭锁两台主变，并发信息和语音告警；或者，提示运行人员人工处理。

对于电容器保护动作，将实行“双重闭锁”，即自动闭锁该电容器并对电容器开关置故障标志，当电容器检修完毕、清除故障标志后才可以解锁；电容器遥控不成动，连续两次拒动则闭锁电容器；处于自控状态时，手工操作电容器将自动闭锁，即手动优先。

对于低压侧母线单相接地时，发命切除电容器并自动闭锁母线；并列母线电压量测相差过大时，自动闭锁母线；母线电压量测不变化或超出指定范围(坏数据)时，自动闭锁母线。

对于整个厂站电网数据不刷新或电网数据异常波动，将自动闭锁。遥信预处理对可疑开关刀闸遥信状态提出告警，若开关刀闸属于厂站内设备(非线路开关刀闸)，则自动闭锁厂站。厂站工况退出、遥控遥调通道出现故障或平台出现其它故障时自动闭锁。

当某开关刀闸属于联络线设备，其状态错误可能导致全网网络拓扑及分区错误，则AVC转入挂起状态并发出告警(信息和声音告警)，正常采集数据和处理异常事件告警，但不发出命令。保证整个AVC***安全性。

本发明对被控对象的控制方式分为“开环”、“闭环”和“监视”，并可对***、厂站、监控母线、调压设备分级设置，其优先级是***＞厂站＞监控母线＞调压设备(主变分头或电容器)：开环控制，由AVC***对被控对象进行分析计算，提示值班员对其进行操作。闭环控制，由AVC***对被控对象进行分析计算，并对其进行直接发命令控制，不需要值班员确认。监视模式，AVC***只对被控对象进行分析计算，但不会对其进行直接发命令控制。

AVC控制方式可灵活组态，在厂站接入方式上具有很强的灵活性和适应性，对每一设备可以采取开环或闭环控制方式并服从分级设置规则：对于新接入厂站，首先应置于开环方式运行，由值班员人工干预来优化或确认控制方案，待该厂站运行稳定、正确、可靠后再接入闭环运行。对于闭环运行的厂站，其所属调压设备可以由值班员根据实际状态决定开环/闭环控制方式。

本发明的AVC***中设置有统计查询工具，可查询：

电容器投切和主变调档的动作次数，包括人工和AVC控制次数，以及AVC控制拒动次数和控制成功率。统计结果基于AVC记录的电容器开关遥信变位和主变档位变化事件。

可查询不同电压等级的电压合格率。可以通过选择厂站来查询关注厂站的电压合格率情况，也可在查询范围勾选关注的电压等级来查询该电压等级整体的电压合格率。可直接安装输入的电压限值进行统计。统计结果基于OPEN3000平台采样数据，针对各电压等级母线线电压Uab。

可查询主变关口的功率因数，功率因数的上限及下限值可设定，统计结果基于主变高压侧有功及无功采样数据。本发明的***，支持对查询结果进行保存，文件默认保存为.xls格式，可使用ftp工具将文件从工作站传输到本地，直接用excel打开。

综上所述，本发明的无功优化控制方法及***，利用平台的数据库工具，开放提供多种无功限值参数设置模型，满足不同厂站无功的需求，并且支持各种模式之间的自动切换。鉴戒专家控制算法，进一步改进完善变电站九区图控制策略，同时增加对变压器档位的控制，增加了控制对象，更好地进行无功电压的协调控制。基于QT图形界面工具，实现丰富的AVC统计查询功能，包括设备动作次数、电压合格率、主变功率因数等的统计查询，同时支持报表的导出。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种无功优化控制方法，其特征在于，

将地区电网中的各个厂站，及由若干个相邻厂站形成的组合，分别划分为相应的区域，对区域内的无功设备进行控制；

构建相应的模型，以母线电压满足限值，关口功率因数合格为约束条件，求取如下目标函数的最小值，使各区域内的每条支路的无功传输最小化：

其中，R为线路电阻，X为线路电抗，P为输送有功功率，Q为输送无功功率，U为母线电压。

2.如权利要求1所述的无功优化控制方法，其特征在于，

当单个厂站所在的第一区域无法满足无功就地平衡时，对由该厂站及其相邻厂站形成的组合所在的第二区域内的无功设备进行控制，以使第二区域满足无功就地平衡。

3.如权利要求1所述的无功优化控制方法，其特征在于，

对各个区域内电容器的投切进行控制，来调整负荷侧母线上无功注入的增加或减少；对各区域内变压器分接头的电压升降进行控制，来调整该变压器支路的无功潮流。

4.如权利要求3所述的无功优化控制方法，其特征在于，包含：

进行区域电压控制，对区域枢纽厂站的无功设备进行控制，来校正区域内母线群体电压水平；

或者，进行就地电压控制，由区域内各厂站就地控制无功设备来响应就地电压变化；

或者，进行区域无功控制，对发电机无功出力、电容器投切、变压器分接头升降进行协调控制，以使全网电压水平最高、线路无功潮流最小、网损降低。

5.如权利要求3所述的无功优化控制方法，其特征在于，

为区域内的变电站，设定实测电压和无功功率这两个变量各自的上下限值，将电压及无功平面分割成九个控制区，对其中电容器和主变压器电压档位的调整实行相应的控制；

其中，无功上下限值通过以下任意一种模式来设置，包含：

进行功率因数法，通过功率因数限值与当前有功功率折算出无功上下限值；

进行电容容量折算法，设定允许倒送本变电站最大电容容量的一定系数，及设定最多允许吸收本变电站最大电容容量的一定系数，作为无功上下限值；

进行固定无功限值法，人为设定一对固定的无功上下限值；

进行自动选择法，优先采用功率因数法，在轻负荷时自动切换至电容容量折算法，通过有功低限门槛值来自动选择无功上下限值。

6.如权利要求5述的无功优化控制方法，其特征在于，九个所述控制区中：

对于电压越上限且无功过补的第一控制区，先切电容器，后降变压器档位；

对于仅电压越上限的第二控制区，先降变压器档位，后切电容器；

对于电压越上限且无功欠补的第三控制区，先降变压器档位，后切电容器；

对于电压合格而无功欠补的第四控制区，仅投电容器；

对于电压越下限且无功欠补的第五控制区，先投电容器，后升变压器档位；

对于仅电压越下限的第六控制区，先投电容器，后升变压器档位；

对于电压越下限且无功过补的第七控制区，先升变压器档位，后投电容器；

对于电压合格而无功过补的第八控制区，仅切电容器；

对于无功、电压均合格的第九控制区，不需要调整。

7.一种无功优化控制***，其特征在于，所述无功优化控制***包含：

控制单元，用来实现如权利要求1~6中任意一项无功优化控制方法；在EMS***的任意一台非服务器节点上配置所述控制单元形成AVC主机；

所述AVC主机从与之信号连接的SCADA***的服务器处，获取电网内各变电站内无功设备的实时数据，供控制单元分析计算使用；

所述AVC主机根据控制单元的分析计算结果，向与之信号连接的操作中心工作站发送对无功设备的控制措施。

8.如权利要求7所述的无功优化控制***，其特征在于，

所述控制单元与所述SCADA***及EMS***的平台之间，通过遥控接口单元进行数据交互，在符合设备检修或备用属性、或控制周期、或动作次数限制要求的前提下，实现对电容器或变压器分接头的遥控控制。

9.如权利要求7所述的无功优化控制***，其特征在于，

所述无功优化控制***，以主变压器、或电容器、或母线、或厂站，或该无功优化控制***本身发生的事件，来触发对相应无功设备的闭锁。

10.如权利要求7所述的无功优化控制***，其特征在于，

所述无功优化控制***设置有统计查询工具，来统计并提供以下数据的查询：

对主变压器及电容器的动作次数、拒动次数、控制成功率进行动作次数统计及查询；

对电压平均值及合格率进行母线电压统计及查询；

对功率因数平均值及合格率进行主变力率统计及查询。