CN105607479A - 一种智能电网用关口流量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能电网用关口流量控制方法，该***包括配电自动化服务器、GIS***、EMS？***；其中，所述配电自动化服务器，用于从？GIS？***获取配网图模信息；从？EMS？获取主网模型，对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理。本发明的技术充分考虑了上层主网的安全运行，兼顾下层子网所具备的无功调控能力和有功负荷水平，解决了上下层电网无功/？电压调控可能出现的失配问题，进一步提高电网的电压质量。

Description

一种智能电网用关口流量控制方法
技术领域
本发明属于电网技术领域，具体涉及一种智能电网用关口流量控制方法。
背景技术
在现有的配网***中，我国配电自动化的技术研究起步于二十世纪九十年代初，而真正开展试点项目和较大范围内的工程化实施是从九十年代中后期开始至今。配电一次设备、配电自动化终端和配电自动化主站***的制造水平也在快速提高，为配电自动化的建设奠定了良好的设备基础。配电网分析与优化理论的研究也取得了长足的进展，为配电自动化的建设奠定了良好的理论基础。城乡配电网的建设与改造也取得了***成果，网架结构趋于合理，这为进一步发挥配电自动化***的作用提供了条件。
当前，电压自动控制(AVC)***已经是解决无功/电压调控的一种重要技术手段，通过对电网无功分布的重新调整，保证电网运行在一个更安全、更经济的状态，而在AVC实现过程中，全网无功优化是核心和基础.
一般的基于AVC***实现无功优化的技术，在实际运行中，AVC控制参数的制定是依据相关导则规定和凭借专家经验直接下发，这种尽管一定程度上反应电网的实际运行状况，然而，随着电网的快速发展，以及专家经验主观性的固有局限，依据历史运行数据和专家经验直接下发的方式，已经落后于电网的发展状况，无法定量衡量受端电网的无功承受能力，并且其整定范围偏差较大，导致对电网间无功协调控制效果差，已经远远不能不适应大电网的发展趋势和负荷水平的快速发展。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种通过配电自动化服务器对配网的流量数据进行监视，提高监控效率的智能电网用关口流量控制***及其控制方法。
技术方案：本发明所述的一种智能电网用关口流量控制***，包括配电自动化服务器、GIS***、EMS***；其中，所述配电自动化服务器，用于从GIS***获取配网图模信息；从EMS获取主网模型，对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理，根据所述主网模型与所述配网模型建立完整的配网分析应用模型；其中，所述配电自动化服务器与所述GIS***、所述EMS***的图模交换通过信息交换总线实现；
所述配电自动化服务器通过所述GIS***对10kV配网图模数据进行维护，所述GIS***导出配网的模型以及与所述模型相关的图形，通过所述信息交换总线接收来自所述GIS***导出的配网的模型以及与所述模型相关的图形，并将所述配网的模型以及与所述模型相关的图形转换到所述配电自动化服务器上；
所述配电自动化服务器通过所述EMS***导出所述配网的模型以及与所述配网的模型相关的图形，通过所述信息交换总线接收从所述EMS导出的上级电网图模信息；
所述配电自动化服务器通过信息交换总线获取10kV配网图模数据和主网图模数据，在图模库一体化平台上实现馈线模型与站内模型拼接。
进一步的，所述信息交换总线上设置一保护层，在所述保护层的表面喷涂抗腐蚀涂层，所述抗腐蚀涂层包括粘结底层和抗氧化表面层，其中所述粘结底层由以下重量份原料组成：镍3-5份，铝1-2份，二氧化硅1-4份，氧化硼1-2份，钴2-5份，铬1-2份，锌1-3份，铜1-2份的合金粉末，所述粘结底层的涂层厚度0.1-0.5mm；抗氧化层由以下重量份原料组成：采用重量成分镍钼8-12份，铬2-4份，硅3-5份，铁1-2份，镍2-4份，碳0.02-0.05份，硫0.01-0.03份，磷0.01-0.05份，钴2-5份，二氧化硅1-2份，氧化铝1-2份，钇1-3份，钨1-4份，钒1-2份的合金粉末，所述涂层厚度0.2-0.5mm。
进一步的，所述粘结底层由以下重量份原料组成：镍4份，铝1.5份，二氧化硅2份，氧化硼1.5份，钴4份，铬1.5份，锌2份，铜1.5份的合金粉末，所述粘结底层的涂层厚度0.3mm；抗氧化层由以下重量份原料组成：采用重量成分镍钼10份，铬3份，硅4份，铁1.5份，镍3份，碳0.04份，硫0.02份，磷0.03份，钴3份，二氧化硅1.5份，氧化铝1.5份，钇2份，钨2份，钒1.5份的合金粉末，所述涂层厚度0.3mm。
本发明还公开了一种智能电网用关口流量控制方法，包括如下步骤：
（1）配电自动化服务器从GIS***获取配网图模信息，并根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；
（2）配电自动化服务器从EMS获取主网模型；
（3）实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；
（4）根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；
（5）根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率；
所述配电自动化服务器对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理，根据所述主网模型与所述配网模型建立完整的配网分析应用模型；其中，所述配电自动化服务器与所述GIS***、所述EMS***的图模交换通过信息交换总线实现；
获取关系曲线的步骤具体包括：
步骤S101，建立上游关口的平均协调功率因数限值的第一数学模型；其中，所述第一数学模型包括公式：
minf(Q1G,T1K,Q1C)＝Fmin.0
s.t.h(Q1G,T1K,Q1C)＝0
式中，Fmin.0为目标函数，Q1G、T1K、Q1C为上层主网变电站的控制变量，其中Q1G表示发电机的无功出力矢量，T1K表示各台变压器抽头档位矢量，Q1C为各台变压器的无功补偿矢量；V1B和Q1Z是状态变量，其中V1B表示上层主网变电站各母线的电压幅值矢量，Q1Z为虚拟电源未安排无功出力矢量；下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值；
步骤S102，根据第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应上游关口的平均功率因数限值；
步骤S103，根据所述平均功率因数限值拟合出上层主网向下层子网输送的总有功功率与对应的上游关口的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；
步骤（3）所述实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：
步骤S201，分别监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，并计算总有功功率，根据所述关系曲线得到与该总有功功率对应的上游关口的平均协调功率因数限值；
步骤S202，根据所述监测的上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，获取上层主网中变电站中压侧下送的平均有功功率和最大有功功率；
步骤S203，根据所述平均有功功率和最大有功功率对所述各个变电站中压侧下送的有功功率进行线性化处理，获取上层主网中各个变电站对应的上游关口协调功率因数限值；其中，所述线性化处理的过程包括公式：
式中，P为变电站中压侧下送的有功功率，cosθl为上游关口的平均协调功率因数限值，Pav为变电站中压侧下送的平均有功功率，Pmax为变电站中压侧下送的最大有功功率，cosθh为中压侧负荷最重的变电站所允许下送的最低功率因数，cosθ是上游关口的协调功率因数限值；
步骤（4）所述根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：
步骤S301，建立下游关口的平均协调功率因数限值的第二数学模型；其中，该数学模型用于根据设定的运行方式下的负荷水平，计算满足所述约束条件的下游关口的平均协调功率因数限值；所述第二数学模型包括公式：
minf(Q2G,T2K,Q2C)＝flmin.0
s.t.h(Q2G,T2K,Q2C)＝0
式中，flim.0为目标函数，Q2G、T2K和Q2C为下层子网变电站的控制变量，其中Q2G表示发电机无功出力矢量，T2K表示各台变压器的抽头档位矢量，Q2C为各台变压器的无功补偿矢量，V2B和cosθ是状态变量，其中V2B表示下层子网变电站母线的电压幅值矢量，cosθ为上游关口的协调功率因数限值，cosθ0为实时监测的上游关口的功率因数，下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值；
步骤S302，在设定的运行方式下，根据变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率的潮流断面，监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率；
步骤S303，根据所述上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线和上游关口协调功率因数限值，分别获取所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值；
步骤S304，依据所述第二数学模型，计算所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值；
步骤S305，根据所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，以及所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值，计算下游关口的协调功率因数限值；计算的过程包括公式：
式中，为下游关口的协调功率因数限值，cosθ为变电站中压侧下送有功功率P时，上游关口的协调功率因数限值，cosθH和cosθL分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，和分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值；
步骤（5）所述根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率；具体控制的过程包括步骤：
步骤S401，实时监测下层子网的变电站变高侧关口功率因数；
步骤S402，若变高侧关口功率因数在AVC关口功率因数控制参数整定值范围内，则AVC***保持原状态；
步骤S403，若变高侧关口功率因数超过AVC关口功率因数控制参数整定值的范围，则AVC***将发出控制信号，控制变压器进行无功投退，直至变高侧关口功率因数满足AVC关口功率因数控制参数整定值范围。
进一步的，还包括：
通过所述GIS***对10kV配网图模数据进行维护，所述GIS***导出配网的模型以及与所述模型相关的图形；
所述配电自动化服务器通过所述信息交换总线接收来自所述GIS***导出的配网的模型以及与所述模型相关的图形，并将所述配网的模型以及与所述模型相关的图形转换到所述配电自动化服务器上。
进一步的，还包括：
通过所述EMS***导出所述配网的模型以及与所述配网的模型相关的图形；所述配电自动化服务器通过所述信息交换总线接收从所述EMS导出的上级电网图模信息。
进一步的，所述根据所述第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应电网上游关口的平均功率因数限值的步骤具体包括：
根据潮流计算数据和约束条件，计算各个变电站中压侧下送的有功功率，将所述有功功率求和获得上层主网向下层子网输送有功功率的总功率值；
将上层主网中容量最大的一台发电机组设为全网的平衡节点，选取有高压直流落点的变电站作为未安排无功出力站点；
预设所有变压器中压侧功率因数为相同的初始值，并将该初始值设为上游关口的平均协调功率因数限值的初始值；
根据所述平均协调功率因数限值的初始值和各台变压器中压侧有功功率，修改变压器中压侧的无功功率，然后进行潮流计算；
根据所述数学模型中的约束条件，判断所述潮流计算的结果，获取上层主网在不同的运行方式下，所述总功率值对应的平均协调功率因数限值。
进一步的，根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数的步骤具体包括：每隔15分钟对AVC***的关口功率因数的控制参数进行一次更新，将所述下游关口的协调功率因数限值设为AVC***的控制参数整定值。
有益效果：本发明通过制定上游关口下送的有功功率与平均协调功率因数限值的关系曲线，以定量衡量了受端电网的无功承受能力，充分考虑了上层主网的安全运行，针对上层主网各个变电站有功负荷水平差异化各个变电站上游关口的协调功率因数限值，以便实现无功功率分层分区就地平衡，在兼顾下层子网所具备的无功调控能力和有功负荷水平前提下，计算下游关口的协调功率因数限值，根据整定得到的下游关口的协调功率因数限值，作为AVC关口功率因数控制参数来进行无功调控，促成上级电网与下级电网无功/电压调控的协调控制，解决了电网无功/电压调控可能出现的失配问题，进一步提高电网的电压质量，降低网络损耗，缓解了上层主网的无功平衡压力，从而保证了主网的安全运行，提高电网的安全稳定经济运行。
附图说明
图1为本发明的***结构示意图；
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
如图1所示的一种智能电网用关口流量控制***，包括配电自动化服务器、GIS***、EMS***；其中，所述配电自动化服务器，用于从GIS***获取配网图模信息；从EMS获取主网模型，对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理，根据所述主网模型与所述配网模型建立完整的配网分析应用模型；其中，所述配电自动化服务器与所述GIS***、所述EMS***的图模交换通过信息交换总线实现；
所述配电自动化服务器通过所述GIS***对10kV配网图模数据进行维护，所述GIS***导出配网的模型以及与所述模型相关的图形，通过所述信息交换总线接收来自所述GIS***导出的配网的模型以及与所述模型相关的图形，并将所述配网的模型以及与所述模型相关的图形转换到所述配电自动化服务器上；
所述配电自动化服务器通过所述EMS***导出所述配网的模型以及与所述配网的模型相关的图形，通过所述信息交换总线接收从所述EMS导出的上级电网图模信息；
所述配电自动化服务器通过信息交换总线获取10kV配网图模数据和主网图模数据，在图模库一体化平台上实现馈线模型与站内模型拼接。
进一步的，所述信息交换总线上设置一保护层，在所述保护层的表面喷涂抗腐蚀涂层，所述抗腐蚀涂层包括粘结底层和抗氧化表面层，其中所述粘结底层由以下重量份原料组成：镍3-5份，铝1-2份，二氧化硅1-4份，氧化硼1-2份，钴2-5份，铬1-2份，锌1-3份，铜1-2份的合金粉末，所述粘结底层的涂层厚度0.1-0.5mm；抗氧化层由以下重量份原料组成：采用重量成分镍钼8-12份，铬2-4份，硅3-5份，铁1-2份，镍2-4份，碳0.02-0.05份，硫0.01-0.03份，磷0.01-0.05份，钴2-5份，二氧化硅1-2份，氧化铝1-2份，钇1-3份，钨1-4份，钒1-2份的合金粉末，所述涂层厚度0.2-0.5mm。
进一步的，所述粘结底层由以下重量份原料组成：镍4份，铝1.5份，二氧化硅2份，氧化硼1.5份，钴4份，铬1.5份，锌2份，铜1.5份的合金粉末，所述粘结底层的涂层厚度0.3mm；抗氧化层由以下重量份原料组成：采用重量成分镍钼10份，铬3份，硅4份，铁1.5份，镍3份，碳0.04份，硫0.02份，磷0.03份，钴3份，二氧化硅1.5份，氧化铝1.5份，钇2份，钨2份，钒1.5份的合金粉末，所述涂层厚度0.3mm。
如图2所示的一种智能电网用关口流量控制方法，包括如下步骤：
（1）配电自动化服务器从GIS***获取配网图模信息，并根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；
（2）配电自动化服务器从EMS获取主网模型；
（3）实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；
（4）根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；
（5）根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率；
所述配电自动化服务器对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理，根据所述主网模型与所述配网模型建立完整的配网分析应用模型；其中，所述配电自动化服务器与所述GIS***、所述EMS***的图模交换通过信息交换总线实现；
获取关系曲线的步骤具体包括：
步骤S101，建立上游关口的平均协调功率因数限值的第一数学模型；其中，所述第一数学模型包括公式：
minf(Q1G,T1K,Q1C)＝Fmin.0
s.t.h(Q1G,T1K,Q1C)＝0
式中，Fmin.0为目标函数，Q1G、T1K、Q1C为上层主网变电站的控制变量，其中Q1G表示发电机的无功出力矢量，T1K表示各台变压器抽头档位矢量，Q1C为各台变压器的无功补偿矢量；V1B和Q1Z是状态变量，其中V1B表示上层主网变电站各母线的电压幅值矢量，Q1Z为虚拟电源未安排无功出力矢量；下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值；
步骤S102，根据第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应上游关口的平均功率因数限值，作为一个实施例，计算过程具体包括如下步骤：
a、根据潮流计算数据和约束条件，计算上层主网向下层子网输送有功功率的总功率值；即将监测到的上层主网中各个变压器中压侧的有功功率累加，得到上层主网向下层子网输送有功总功率值P总。
b、将上层主网中容量最大的一台发电机组设为全网的平衡节点，选取有高压直流落点的变电站作为未安排无功出力站点。
c、预设所有变压器中压侧功率因数为相同的初始值，并将该初始值设为上游关口的平均协调功率因数限值的初始值；例如，令全网上层主网的变压器中压侧功率因数初始值为1.0，并将其设为上游关口的平均协调功率因数限值的初始值存储。
d、根据平均协调功率因数限值的初始值和各个变电站中压侧有功功率，修改变压器中压侧的无功功率，然后进行潮流计算。
e、根据所述数学模型中的约束条件，判断所述潮流计算的结果，获取上层主网在不同的运行方式下，总功率值对应的平均协调功率因数限值。
具体地，在潮流计算结束后，检查控制变量和状态变量是否越限；当出现发电厂无功出力越限时，将越限的发电厂由PV节点修改为PQ节点，并将无功出力设置为越限值的边界；若变电站母线电压越限或者虚拟无功电源的未安排无功出力越限，则修改越限母线附近的发电厂机端的电压值，并协调越限节点附近变电站的电容器/电抗器的投切，以修改潮流计算的相关参数，然后重新计算潮流，直到同时满足发电厂无功出力不越限，变电站母线电压合格，虚拟无功电源未安排无功出力在允许范围内这三个条件，表明功率因数符合上层主网安全运行的要求，则更新并存储该功率因数；然后进入循环计算流程，令功率因数值减去0.001，夏大运行方式为滞后功率因数，冬小运行方式为超前功率因数，重复步骤a～d，直到各种潮流计算结果无法同时满足上述条件，则读取存储的功率因数，即可得到在该运行方式下，上层主网向下层子网下送有功功率为P总时，上游关口的平均协调功率因数限值。
步骤S103，根据所述平均功率因数限值拟合出上层主网向下层子网输送的总有功功率与对应的上游关口的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；
步骤（3）所述实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：
步骤S201，分别监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，并计算总有功功率，根据所述关系曲线得到与该总有功功率对应的上游关口的平均协调功率因数限值；
步骤S202，根据所述监测的上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，获取上层主网中变电站中压侧下送的平均有功功率和最大有功功率；
步骤S203，根据所述平均有功功率和最大有功功率对所述各个变电站中压侧下送的有功功率进行线性化处理，获取上层主网中各个变电站对应的上游关口协调功率因数限值；其中，所述线性化处理的过程包括公式：
式中，P为变电站中压侧下送的有功功率，cosθl为上游关口的平均协调功率因数限值，Pav为变电站中压侧下送的平均有功功率，Pmax为变电站中压侧下送的最大有功功率，cosθh为中压侧负荷最重的变电站所允许下送的最低功率因数，cosθ是上游关口的协调功率因数限值；
步骤（4）所述根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：
步骤S301，建立下游关口的平均协调功率因数限值的第二数学模型；其中，该数学模型用于根据设定的运行方式下的负荷水平，计算满足所述约束条件的下游关口的平均协调功率因数限值；所述第二数学模型包括公式：
minf(Q2G,T2K,Q2C)＝flmin.0
s.t.h(Q2G,T2K,Q2C)＝0
式中，flim.0为目标函数，Q2G、T2K和Q2C为下层子网变电站的控制变量，其中Q2G表示发电机无功出力矢量，T2K表示各台变压器的抽头档位矢量，Q2C为各台变压器的无功补偿矢量，V2B和cosθ是状态变量，其中V2B表示下层子网变电站母线的电压幅值矢量，cosθ为上游关口的协调功率因数限值，cosθ0为实时监测的上游关口的功率因数，下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值；
步骤S302，在设定的运行方式下，根据变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率的潮流断面，监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率；
步骤S303，根据所述上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线和上游关口协调功率因数限值，分别获取所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值；
步骤S304，依据所述第二数学模型，计算所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值；
步骤S305，根据所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，以及所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值，计算下游关口的协调功率因数限值；计算的过程包括公式：
式中，为下游关口的协调功率因数限值，cosθ为变电站中压侧下送有功功率P时，上游关口的协调功率因数限值，cosθH和cosθL分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，和分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值；
步骤（5）所述根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率；具体控制的过程包括步骤：
步骤S401，实时监测下层子网的变电站变高侧关口功率因数；
步骤S402，若变高侧关口功率因数在AVC关口功率因数控制参数整定值范围内，则AVC***保持原状态；
步骤S403，若变高侧关口功率因数超过AVC关口功率因数控制参数整定值的范围，则AVC***将发出控制信号，控制变压器进行无功投退，直至变高侧关口功率因数满足AVC关口功率因数控制参数整定值范围。
进一步的，还包括：
通过所述GIS***对10kV配网图模数据进行维护，所述GIS***导出配网的模型以及与所述模型相关的图形；
所述配电自动化服务器通过所述信息交换总线接收来自所述GIS***导出的配网的模型以及与所述模型相关的图形，并将所述配网的模型以及与所述模型相关的图形转换到所述配电自动化服务器上。
进一步的，还包括：
通过所述EMS***导出所述配网的模型以及与所述配网的模型相关的图形；所述配电自动化服务器通过所述信息交换总线接收从所述EMS导出的上级电网图模信息。
进一步的，所述根据所述第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应电网上游关口的平均功率因数限值的步骤具体包括：
根据潮流计算数据和约束条件，计算各个变电站中压侧下送的有功功率，将所述有功功率求和获得上层主网向下层子网输送有功功率的总功率值；
将上层主网中容量最大的一台发电机组设为全网的平衡节点，选取有高压直流落点的变电站作为未安排无功出力站点；
预设所有变压器中压侧功率因数为相同的初始值，并将该初始值设为上游关口的平均协调功率因数限值的初始值；
根据所述平均协调功率因数限值的初始值和各台变压器中压侧有功功率，修改变压器中压侧的无功功率，然后进行潮流计算；
根据所述数学模型中的约束条件，判断所述潮流计算的结果，获取上层主网在不同的运行方式下，所述总功率值对应的平均协调功率因数限值。
进一步的，根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数的步骤具体包括：每隔15分钟对AVC***的关口功率因数的控制参数进行一次更新，将所述下游关口的协调功率因数限值设为AVC***的控制参数整定值。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种智能电网用关口流量控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）配电自动化服务器从GIS***获取配网图模信息，并根据电网的潮流计算数据和约束条件，获取上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；
（2）配电自动化服务器从EMS获取主网模型；
（3）实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；
（4）根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；
（5）根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率；
所述配电自动化服务器对所述主网模型与所述配网模型进行拼接，对所述主网模型与所述配网模型的流量进行动态变化管理，根据所述主网模型与所述配网模型建立完整的配网分析应用模型；其中，所述配电自动化服务器与所述GIS***、所述EMS***的图模交换通过信息交换总线实现；
获取关系曲线的步骤具体包括：
步骤S101，建立上游关口的平均协调功率因数限值的第一数学模型；其中，所述第一数学模型包括公式：
minf(Q1G,T1K,Q1C)＝Fmin.0
s.t.h(Q1G,T1K,Q1C)＝0
式中，Fmin.0为目标函数，Q1G、T1K、Q1C为上层主网变电站的控制变量，其中Q1G表示发电机的无功出力矢量，T1K表示各台变压器抽头档位矢量，Q1C为各台变压器的无功补偿矢量；V1B和Q1Z是状态变量，其中V1B表示上层主网变电站各母线的电压幅值矢量，Q1Z为虚拟电源未安排无功出力矢量；下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值；
步骤S102，根据第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应上游关口的平均功率因数限值；
步骤S103，根据所述平均功率因数限值拟合出上层主网向下层子网输送的总有功功率与对应的上游关口的平均协调功率因数限值之间的关系曲线；
步骤（3）所述实时监测上层主网中的各台变压器中压侧下送的有功功率，并根据所述关系曲线计算各个变电站的上游关口协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：
步骤S201，分别监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，并计算总有功功率，根据所述关系曲线得到与该总有功功率对应的上游关口的平均协调功率因数限值；
步骤S202，根据所述监测的上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率，获取上层主网中变电站中压侧下送的平均有功功率和最大有功功率；
步骤S203，根据所述平均有功功率和最大有功功率对所述各个变电站中压侧下送的有功功率进行线性化处理，获取上层主网中各个变电站对应的上游关口协调功率因数限值；其中，所述线性化处理的过程包括公式：
式中，P为变电站中压侧下送的有功功率，cosθl为上游关口的平均协调功率因数限值，Pav为变电站中压侧下送的平均有功功率，Pmax为变电站中压侧下送的最大有功功率，cosθh为中压侧负荷最重的变电站所允许下送的最低功率因数，cosθ是上游关口的协调功率因数限值；
步骤（4）所述根据所述上游关口协调功率因数限值计算下游关口的协调功率因数限值；计算的步骤具体包括：
步骤S301，建立下游关口的平均协调功率因数限值的第二数学模型；其中，该数学模型用于根据设定的运行方式下的负荷水平，计算满足所述约束条件的下游关口的平均协调功率因数限值；所述第二数学模型包括公式：
minf(Q2G,T2K,Q2C)＝flmin.0
s.t.h(Q2G,T2K,Q2C)＝0
式中，flim.0为目标函数，Q2G、T2K和Q2C为下层子网变电站的控制变量，其中Q2G表示发电机无功出力矢量，T2K表示各台变压器的抽头档位矢量，Q2C为各台变压器的无功补偿矢量，V2B和cosθ是状态变量，其中V2B表示下层子网变电站母线的电压幅值矢量，cosθ为上游关口的协调功率因数限值，cosθ0为实时监测的上游关口的功率因数，下标L和H分别表示相应变量的下限值和上限值；
步骤S302，在设定的运行方式下，根据变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率的潮流断面，监测上层主网中各台变压器中压侧下送的有功功率；
步骤S303，根据所述上游关口下送的总有功功率与对应的平均协调功率因数限值之间的关系曲线和上游关口协调功率因数限值，分别获取所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值；
步骤S304，依据所述第二数学模型，计算所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值；
步骤S305，根据所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，以及所述变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值，计算下游关口的协调功率因数限值；计算的过程包括公式：
式中，为下游关口的协调功率因数限值，cosθ为变电站中压侧下送有功功率P时，上游关口的协调功率因数限值，cosθH和cosθL分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的上游关口的协调功率因数限值，和分别为变电站中压侧下送最大有功功率和最小有功功率对应的下游关口的协调功率因数限值；
步骤（5）所述根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数，并依据所述控制参数调控电网关口的无功功率；具体控制的过程包括步骤：
步骤S401，实时监测下层子网的变电站变高侧关口功率因数；
步骤S402，若变高侧关口功率因数在AVC关口功率因数控制参数整定值范围内，则AVC***保持原状态；
步骤S403，若变高侧关口功率因数超过AVC关口功率因数控制参数整定值的范围，则AVC***将发出控制信号，控制变压器进行无功投退，直至变高侧关口功率因数满足AVC关口功率因数控制参数整定值范围。
2.根据权利要求1所述的一种智能电网用关口流量控制方法，其特征在于：还包括：
通过所述GIS***对10kV配网图模数据进行维护，所述GIS***导出配网的模型以及与所述模型相关的图形；
所述配电自动化服务器通过所述信息交换总线接收来自所述GIS***导出的配网的模型以及与所述模型相关的图形，并将所述配网的模型以及与所述模型相关的图形转换到所述配电自动化服务器上。
3.根据权利要求1所述的一种智能电网用关口流量控制方法，其特征在于：还包括：
通过所述EMS***导出所述配网的模型以及与所述配网的模型相关的图形；所述配电自动化服务器通过所述信息交换总线接收从所述EMS导出的上级电网图模信息。
4.根据权利要求1所述的一种智能电网用关口流量控制方法，其特征在于：所述根据所述第一数学模型，计算上层主网向下层子网输送不同的有功功率时，对应电网上游关口的平均功率因数限值的步骤具体包括：
根据潮流计算数据和约束条件，计算各个变电站中压侧下送的有功功率，将所述有功功率求和获得上层主网向下层子网输送有功功率的总功率值；
将上层主网中容量最大的一台发电机组设为全网的平衡节点，选取有高压直流落点的变电站作为未安排无功出力站点；
预设所有变压器中压侧功率因数为相同的初始值，并将该初始值设为上游关口的平均协调功率因数限值的初始值；
根据所述平均协调功率因数限值的初始值和各台变压器中压侧有功功率，修改变压器中压侧的无功功率，然后进行潮流计算；
根据所述数学模型中的约束条件，判断所述潮流计算的结果，获取上层主网在不同的运行方式下，所述总功率值对应的平均协调功率因数限值。
5.根据权利要求1所述的一种智能电网用关口流量控制方法，其特征在于：根据所述电网下游关口的功率因数限值更新AVC***的控制参数的步骤具体包括：每隔15分钟对AVC***的关口功率因数的控制参数进行一次更新，将所述下游关口的协调功率因数限值设为AVC***的控制参数整定值。
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