CN109617086A - 一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法 - Google Patents
一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109617086A CN109617086A CN201910065829.2A CN201910065829A CN109617086A CN 109617086 A CN109617086 A CN 109617086A CN 201910065829 A CN201910065829 A CN 201910065829A CN 109617086 A CN109617086 A CN 109617086A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- subregion
- control
- dynamic
- reactive
- idle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 24
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000013097 stability assessment Methods 0.000 claims description 6
- 241000272814 Anser sp. Species 0.000 claims description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012911 target assessment Methods 0.000 claims description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 8
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
-
- H02J13/0017—
-
- H02J13/0062—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/16—Electric power substations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/22—Flexible AC transmission systems [FACTS] or power factor or reactive power compensating or correcting units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法，所述控制***包括：协调控制主站，分区协调控制子站，动态无功补偿装置，调度数据网通信***，快速专网通信***。协调控制主站获取总可控无功资源信息和全网机组、网架拓扑信息，生成计算数据并对全网不同分区进行动态无功储备动态评估，向分区协调控制子站下达总无功的控制命令；分区协调控制子站与动态无功补偿装置通信，根据协调控制主站下发的无功控制命令优化本分区无功资源，并发送控制指令到动态无功控制装置；动态无功补偿装置接收分区协调控制子站控制命令，进行本地无功电压控制。通过动态无功补偿设备协调控制，可有效提升动态无功补偿保障电网电压的全局稳定。
Description
技术领域：
本发明属于电力***领域，涉及电力***稳定性领域，具体涉及大电网动态无功补偿设备协调控制***及方法。
背景技术：
中国能源和负荷分布不均匀，能源集中在西部地区，而负荷多集中在东部沿海地区。近年来，以风能、太阳能为主的新能源规模不断扩大，原有的西北能源送出基地由于新能源电源的大规模接入呈现出新能运行特性：功率间歇性强，电网电压波动大。另外以水电为主力电源的电网，其阻尼特性较差，且网内的水电通道存在动态稳定问题，制约了水电送出能力。
自上个世纪八十年代FACTS概念诞生以来，FACTS技术得到广泛的研究和迅速的推广应用，是电力工业发展最快和影响最广的新兴技术领域之一。目前已发明了近20种FACTS控制器，大部分已经商业化并取得良好的成效，成为解决现代电网诸多挑战的重要技术手段之一。将动态无功补偿设备用于缓解电网稳定问题已经在多个电网得到大量应用，以西南电网为例，为应对电压、阻尼问题，SVC等动态无功补偿设备得到大量应用。然而当前电网的动态无功补偿设备仅针对安装点相关问题，没有做到全局有效的利用；当电网方式发生变化时，动态无功补偿设备无法做到及时调整，造成动态无功补偿能力无法得到充分发挥；另外当前无功补偿设备仅具备本地电压紧急控制功能，无法做到区域性紧急协调控制。为充分发挥动态无功补偿设备能力，使之具备全局工程最优控制以及事故后紧急控制，有必要建立一套动态无功补偿设备协调控制***。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法，用于协调控制电网动态无功补偿资源，通过全网优化以及分区协调动态无功补偿设备，可充分发挥动态无功补偿设备能力，具备全局工程最优控制以及事故后紧急控制功能，可提升***运行经济性，增加电网安全稳定水平。
为了达成上述目的，本发明的技术方案是：一种电网动态无功补偿设备协调控制***，所述控制***包括：协调控制主站，至少一个分区协调控制子站，动态无功补偿装置，调度数据网通信***，快速专网通信***；其中：
协调控制主站，获取分区协调控制子站上传的总可控无功资源信息，根据分区协调控制子站上送的不同分区交换无功信息；从AVC***获取全网包括含静态无功补偿设备在内的其他无功设备信息，从调度自动化***获取全网机组及网架信息；基于以上信息动态生成计算数据，基于时域仿真对不同分区动态无功储备进行动态评估计算，向分区协调控制子站下达总无功的控制命令；
分区协调控制子站通过快速通信***与动态无功补偿装置通信，实时获取无功电压信息，根据协调控制主站下发的无功控制命令，优化本分区无功资源，并发送到动态无功补偿控制装置；
动态无功补偿装置，采集本地电气量信息，接收分区协调控制子站控制命令，进行本地无功电压控制；
协调控制主站与分区协调控制子站、分区协调控制子站与动态无功补偿装置分别通过调度数据网通信***和快速专用通信***通信。
进一步地，所述协调控制主站，布置在调度端，与现有的AVC***进行通信，从AVC***接收全网其他无功设备投入信息及备用信息。
进一步地，所述协调控制主站，与现有的调度自动化***进行通信，用于获取全网开机及运行方式信息，实时生成用于稳定计算的潮流计算数据及暂态稳定计算数据。
进一步地，所述协调控制主站，根据实时潮流数据及暂态稳定计算数据、全网无功实时信息以及无功储备信息，基于预想事故集和时域仿真，对分区间无功交换以及每个分区无功出力进行动态优化评估。
进一步地，所述协调控制主站，对分区间无功交换以及每个分区无功出力进行动态优化评估方法，是基于时域仿真计算结果进行评估，评估的方法首先对不同关键节点电压进行稳定性评估，然后对所有不同节点电压进行多目标优化评估。
进一步地，所述协调控制主站，关键节点电压进行稳定性评估具体方法为：考查关键节点的时域仿真电压Vt对规定电压运行区间[Vnomal_min,Vnomal_max]的积分，即Test＝Test1+Test2+Test3，计算公式为：
其中，Vnomal_min最小运行电压，
Vnomal_max最大运行电压。
进一步地，所述协调控制主站，对所有不同节点电压进行多目标优化评估，多目标评估的方法不限于加权组合法、目标规划法、极大极小值法、功效系数法、乘除法：
进一步地，所述协调控制主站，向分区协调控制子站发送分区交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref；
进一步地，所述分区协调控制子站，从协调控制主站接收交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref后，结合动态无功补偿设备运行要求例如阻尼控制(i＝1)、电压稳定(i＝2)等，将交换无功功率Qeij_ref和分区内部无功出力Qei_ref当作约束条件，对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算；
进一步地，所述分区协调控制子站，将对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算的方法，规范为一个考虑不同约束的协调非线性优化问题，可用如下公式描述：
maxf(x,u)
其中，
x：***状态向量，包括但不限于采用分区内部不同节点电压；
u：动态无功补偿设备控制向量，包括但不限于采用动态无功补偿动态控制功率；
f(x,u)：优化目标函数，包括但不限于，本区域内部及与其他区域无功交换与协调控制主站下发的目标控制目标误差最小为目标，即含有约束的多目标优化问题，优化方法包括但不限于加权组合法、目标规划法、极大极小值法、功效系数法、乘除法，采用加权组合法的目标函数为：
f(x,u)＝K1∑(Qeij-Qeij_ref)+K2∑(Qei-Qei_ref)
g(x,u)＝0表示潮流约束；
si(x,u,d)≥σs,i表示稳定性约束，d为实现筛选出来的和稳定问题相关的故障集合，si为所关注的稳定问题，包含但不限于阻尼控制(i＝1)、电压稳定(i＝2)；σs,i表示和稳定性问题i相关的裕度下限；
表示约束条件；包含但不限于发电机功率约束、电压波动范围、动态无功补偿设备的出力约束；
通过上述优化控制措施，得到不同动态无功补偿设备的无功控制指令Qik，并将该指令发送到对应的动态无功补偿装置；
进一步地，所述分区协调控制子站，当该分区内发生故障导致元件退出时，分区协调控制子站根据剩余元件状态以及网络拓扑关系，重新快速优化无功分配，并将优化指令通过快速通信专网发送到动态无功补偿设备，使分区协调控制子站具备紧急控制功能。
进一步地，所述快速通信专网，是指专门为动态无功补偿设备协调控制***组建的快速通信网络，所采用的通信协议包含但不限于IEC61850的GOOSE传输协议、HDLC通信协议。
进一步地，所述动态无功补偿设备，包含但不限于发电机、静止无功补偿器、静止同步补偿器、调相机；
进一步地，所述动态无功补偿设备，具备就地控制功能，当电压高于或者低于规定运行区间时，启动本地电压控制功能，目标是将电压维持在规定区间；
本发明相应提出了上述电网动态无功补偿设备协调控制***的控制方法，具体包括以下步骤：
步骤Ⅰ：协调控制主站获取分区协调控制子站上传的总可控无功资源信息，根据分区协调控制子站上送的不同分区交换无功信息，从AVC***获取全网其他无功设备信息，从调度自动化***获取全网机组及网架信息，动态生成计算数据，基于时域仿真对不同分区动态无功储备进行动态评估计算，向分区协调控制子站下发分区协调控制子站发送分区交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref；
步骤Ⅱ、分区协调控制子站从协调控制主站接收交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref后，结合动态无功补偿设备运行要求(如阻尼控制(i＝1)、电压稳定(i＝2)等)，将交换无功功率Qeij_ref和分区内部无功出力Qei_ref当作约束条件，采用考虑不同约束的协调非线性优化模型，对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算，得到不同动态无功补偿设备的无功控制指令Qik，并将该指令发送到对应的无功补偿装置；
步骤Ⅲ、动态无功装置接收到分区协调控制子站的无功控制指令Qik后，将该功率作为动态无功补偿装置的目标值进行响应；同时动态无功补偿设备具备就地控制功能，当电压高于或者低于规定运行区间时，启动本地电压控制功能，目标是将电压维持在规定区间；
步骤Ⅳ、当某分区内发生故障导致元件退出时，分区协调控制子站根据剩余元件状态以及网络拓扑关系，重新快速优化无功分配计算，即回到步骤Ⅱ。
本发明的有益效果是：本发明根据电网实时运行数据，生成用于电网潮流及稳定计算的数据，并基于时域仿真分析对全网不同分区无功进行优化计算，从全网角度对电网安全进行优化，优化结果准确，可充分发挥动态无功补偿设备能力；另外，分区协调控制***具有紧急控制功能，能够在事故后进行快速优化控制，可提升***运行经济性，增加电网安全稳定水平。
附图说明
图1为本发明的一种电网动态无功补偿设备协调控制***结构图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
图1所示为本发明的一种电网动态无功补偿设备协调控制***结构图；所述控制***包括：协调控制主站，至少一个分区协调控制子站，动态无功补偿装置，调度数据网通信***，快速专网通信***；其中：
协调控制主站，获取分区协调控制子站上传的总可控无功资源信息，根据分区协调控制子站上送的不同分区交换无功信息，从AVC***获取全网包括含静态无功补偿设备在内的其他无功设备信息，从调度自动化***获取全网机组及网架信息；基于以上信息动态生成计算数据，基于时域仿真对不同分区动态无功储备进行动态评估计算，向分区协调控制子站下达总无功的控制命令；
分区协调控制子站通过快速通信***与动态无功补偿装置通信，实时获取无功电压信息，根据协调控制主站下发的无功控制命令，优化本分区无功资源，并发送到动态无功补偿装置；
动态无功补偿装置，采集本地电气量信息，接收分区协调控制子站控制命令，进行本地无功电压控制；
协调控制主站与分区协调控制子站、分区协调控制子站与动态无功补偿装置分别通过调度数据网通信***和快速专用通信***通信。
其中，所述协调控制主站，布置在调度端，与现有的AVC***进行通信，从AVC***接收全网其他无功设备投入信息及备用信息。
其中，所述协调控制主站，与现有的调度自动化***进行通信，用于获取全网开机及运行方式信息，实时生成用于稳定计算的潮流计算数据及暂态稳定计算数据。
其中，所述协调控制主站，根据实时潮流数据及暂态稳定计算数据、全网无功实时信息以及无功储备信息，基于预想事故集和时域仿真，对分区间无功交换以及每个分区无功出力进行动态优化评估。
其中，所述协调控制主站，对分区间无功交换以及每个分区无功出力进行动态优化评估方法，是基于时域仿真计算结果进行评估，评估的方法首先对不同关键节点电压进行稳定性评估，然后对所有不同节点电压进行多目标优化评估。
其中，所述协调控制主站，关键节点电压进行稳定性评估具体方法为：考查关键节点的时域仿真电压Vt对规定电压运行区间[Vnomal_min,Vnomal_max]的积分，即Test＝Test1+Test2+Test3，计算公式为：
其中，Vnomal_min最小运行电压，
Vnomal_max最大运行电压。
其中，所述协调控制主站，对所有不同节点电压进行多目标优化评估，多目标评估的方法不限于加权组合法、目标规划法、极大极小值法、功效系数法、乘除法。
其中，所述协调控制主站，向分区协调控制子站发送分区交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref。
其中，所述分区协调控制子站，从协调控制主站接收交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref后，结合动态无功补偿设备运行要求，例如阻尼控制(i＝1)、电压稳定(i＝2)等，将交换无功功率Qeij_ref和分区内部无功出力Qei_ref当作约束条件，对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算。
其中，所述分区协调控制子站，将对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算的方法，规范为一个考虑不同约束的协调非线性优化问题，可用如下公式描述：
maxf(x,u)
其中，
x：***状态向量，包括但不限于采用分区内部不同节点电压；
u：动态无功补偿设备控制向量，包括但不限于采用动态无功补偿动态控制功率；
f(x,u)：优化目标函数，包括但不限于，本区域内部及与其他区域无功交换与协调控制主站下发的目标控制目标误差最小为目标，即含有约束的多目标优化问题，优化方法包括但不限于加权组合法、目标规划法、极大极小值法、功效系数法、乘除法，采用加权组合法的目标函数为：
f(x,u)＝K1∑(Qeij-Qeij_ref)+K2∑(Qei-Qei_ref)
g(x,u)＝0表示潮流约束；
si(x,u,d)≥σs,i表示稳定性约束，d为实现筛选出来的和稳定问题相关的故障集合，si为所关注的稳定问题，包含但不限于阻尼控制(i＝1)、电压稳定(i＝2)；σs,i表示和稳定性问题i相关的裕度下限；
表示约束条件；包含但不限于发电机功率约束、电压波动范围、动态无功补偿设备的出力约束；
通过上述优化控制措施，得到不同动态无功补偿设备的无功控制指令Qik，并将该指令发送到对应的无功补偿装置。
其中，所述分区协调控制子站，当该分区内发生故障导致元件退出时，分区协调控制子站根据剩余元件状态以及网络拓扑关系，重新快速优化无功分配，并将优化指令通过快速通信专网发送到动态无功补偿设备，使分区协调控制子站具备紧急控制功能。
其中，所述快速通信专网，是指专门为动态无功补偿设备协调控制***组建的快速通信网络，所采用的通信协议包含但不限于IEC61850的GOOSE传输协议、HDLC通信协议。
其中，所述动态无功补偿设备，包含但不限于发电机、静止无功补偿器、静止同步补偿器、调相机；
其中，所述动态无功补偿设备，具备就地控制功能，当电压高于或者低于规定运行区间时，启动本地电压控制功能，目标是将电压维持在规定区间；
本发明相应提出了上述大规模新能源接入电网的电压协调控制***的控制方法，具体包括以下步骤：
步骤Ⅰ：协调控制主站获取分区协调控制子站上传的总可控无功资源信息，根据分区协调控制子站上送的不同分区交换无功信息，从AVC***获取全网其他无功设备信息，从调度自动化***获取全网机组及网架信息，动态生成计算数据，基于时域仿真对不同分区动态无功储备进行动态评估计算，向分区协调控制子站下发分区协调控制子站发送分区交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref；
步骤Ⅱ、分区协调控制子站从协调控制主站接收交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref后，结合动态无功补偿设备运行要求，例如阻尼控制(i＝1)、电压稳定(i＝2)等，将交换无功功率Qeij_ref和分区内部无功出力Qei_ref当作约束条件，采用考虑不同约束的协调非线性优化模型，对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算，得到不同动态无功补偿设备的无功控制指令Qik，并将该指令发送到对应的无功补偿装置；
步骤Ⅲ、动态无功装置接收到分区协调控制子站的无功控制指令Qik后，将该功率作为动态无功补偿装置的目标值进行响应；同时动态无功补偿设备具备就地控制功能，当电压高于或者低于规定运行区间时，启动本地电压控制功能，目标是将电压维持在规定区间；
步骤Ⅳ、当某分区内发生故障导致元件退出时，分区协调控制子站根据剩余元件状态以及网络拓扑关系，重新快速优化无功分配计算，即回到步骤Ⅱ。
本发明提供的技术方案扩展了现有AVC***的功能，本方案基于全网时域分析结果，优化结果准确，可充分发挥动态无功补偿设备能力；分区协调控制***具有紧急控制功能，能够在事故后进行快速优化控制，可提升***运行经济性，增加电网安全稳定水平。
最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的专利要求保护范围之内。
Claims (15)
1.一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述控制***包括：协调控制主站，至少一个分区协调控制子站，动态无功补偿装置，调度数据网通信***，快速专网通信***；其中：
所述协调控制主站，获取分区协调控制子站上传的总可控无功资源信息，根据分区协调控制子站上送的不同分区交换无功信息；从AVC***获取全网其他无功设备信息；从调度自动化***获取全网机组及网架信息；基于以上信息动态生成计算数据，基于时域仿真对不同分区动态无功储备进行动态评估计算，向分区协调控制子站下达总无功的控制命令；
所述分区协调控制子站，通过快速通信***与动态无功补偿装置通信，实时获取无功电压信息，根据协调控制主站下发的无功控制命令，优化本分区无功资源，并发送控制命令到动态无功补偿装置；
所述动态无功补偿装置，采集本地电气量信息，接收分区协调控制子站控制命令，进行本地无功电压控制；
协调控制主站与分区协调控制子站、分区协调控制子站与动态无功补偿装置分别通过调度数据网通信***和快速专用通信***通信。
2.如权利要求1所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述协调控制主站，布置在调度端，与现有的AVC***进行通信，从AVC***接收全网其他无功设备投入信息及备用信息。
3.如权利要求1所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述协调控制主站，与现有的调度自动化***进行通信，用于获取全网开机及运行方式信息，实时生成用于稳定计算的潮流数据及暂态稳定数据。
4.如权利要求3所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述协调控制主站，根据实时潮流数据及暂态稳定计算数据、全网无功实时信息以及无功储备信息，基于预想事故集和时域仿真，对分区间无功交换以及每个分区无功出力进行动态优化评估。
5.如权利要求4所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述协调控制主站，对分区间无功交换以及每个分区无功出力进行动态优化评估方法，是基于时域仿真计算结果进行评估，评估的方法首先对不同关键节点电压进行稳定性评估，然后对所有不同节点电压进行多目标优化评估。
6.如权利要求5所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述协调控制主站，关键节点电压进行稳定性评估具体方法为：考查关键节点的时域仿真电压Vt对规定电压运行区间[Vnomal_min,Vnomal_max]的积分，即Test＝Test1+Test2+Test3，
计算公式为：
其中，Vnomal_min最小运行电压，
Vnomal_max最大运行电压。
7.如权利要求5所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述协调控制主站，对所有不同节点电压进行多目标优化评估，多目标评估的方法包括：加权组合法、目标规划法、极大极小值法、功效系数法、乘除法。
8.如权利要求1所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述协调控制主站，向分区协调控制子站发送分区交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref。
9.如权利要求8所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述分区协调控制子站，从协调控制主站接收交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref后，结合动态无功补偿设备运行要求，将交换无功功率Qeij_ref和分区内部无功出力Qei_ref当作约束条件，对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算。
10.如权利要求9所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述分区协调控制子站，将对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算的方法，规范为一个考虑不同约束的协调非线性优化问题，用如下公式描述：
maxf(x,u)
其中，
x：***状态向量；
u：动态无功补偿设备控制向量；
f(x,u)：优化目标函数，包括本区域内部及与其他区域无功交换与协调控制主站下发的目标控制目标误差最小为目标，即含有约束的多目标优化问题，优化方法包括加权组合法、目标规划法、极大极小值法、功效系数法、乘除法，采用加权组合法的目标函数为：
f(x,u)＝K1∑(Qeij-Qeij_ref)+K2∑(Qei-Qei_ref)
g(x,u)＝0表示潮流约束；
si(x,u,d)≥σs,i表示稳定性约束，d为实现筛选出来的和稳定问题相关的故障集合，si为所关注的稳定问题；σs,i表示和稳定性问题i相关的裕度下限；
表示约束条件；包括发电机功率约束、电压波动范围、动态无功补偿设备的出力约束；
通过上述优化控制措施，得到不同动态无功补偿设备的无功控制指令Qik，并将该指令发送到对应的动态无功补偿装置。
11.如权利要求1所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述分区协调控制子站，当该分区内发生故障导致元件退出时，分区协调控制子站根据剩余元件状态以及网络拓扑关系，重新快速优化无功分配，并将优化指令通过快速通信专网发送到动态无功补偿设备，使分区协调控制子站具备紧急控制功能。
12.如权利要求1所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述快速通信专网，是指专门为动态无功补偿设备协调控制***组建的快速通信网络，所采用的通信协议包含IEC61850的GOOSE传输协议、HDLC通信协议。
13.如权利要求1所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述动态无功补偿设备，包含发电机、静止无功补偿器、静止同步补偿器、调相机。
14.如权利要求1所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***，其特征在于，所述动态无功补偿设备，具备就地控制功能，当电压高于或者低于规定运行区间时，启动本地电压控制功能，目标是将电压维持在规定区间。
15.如权利要求1至14所述的一种电网动态无功补偿设备协调控制***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤Ⅰ：协调控制主站获取分区协调控制子站上传的总可控无功资源信息，根据分区协调控制子站上送的不同分区交换无功信息，从AVC***获取全网其他无功设备信息，从调度自动化***获取全网机组及网架信息，动态生成计算数据，基于时域仿真对不同分区动态无功储备进行动态评估计算，向分区协调控制子站下发分区协调控制子站发送分区交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref；
步骤Ⅱ、分区协调控制子站从协调控制主站接收交换无功功率Qeij_ref以及分区内部无功出力Qei_ref后，结合动态无功补偿设备运行要求，将交换无功功率Qeij_ref和分区内部无功出力Qei_ref当作约束条件，采用考虑不同约束的协调非线性优化模型，对分区内部动态无功功率控制大小进行优化计算，得到不同动态无功补偿设备的无功控制指令Qik，并将该指令发送到对应的无功补偿装置；
步骤Ⅲ、动态无功装置接收到分区协调控制子站的无功控制指令Qik后，将该功率作为动态无功补偿装置的目标值进行响应；同时动态无功补偿设备具备就地控制功能，当电压高于或者低于规定运行区间时，启动本地电压控制功能，目标是将电压维持在规定区间；
步骤Ⅳ、当某分区内发生故障导致元件退出时，分区协调控制子站根据剩余元件状态以及网络拓扑关系，重新快速优化无功分配计算，即回到步骤Ⅱ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910065829.2A CN109617086A (zh) | 2019-01-24 | 2019-01-24 | 一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910065829.2A CN109617086A (zh) | 2019-01-24 | 2019-01-24 | 一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109617086A true CN109617086A (zh) | 2019-04-12 |
Family
ID=66020360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910065829.2A Withdrawn CN109617086A (zh) | 2019-01-24 | 2019-01-24 | 一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109617086A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111864761A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 广东电网有限责任公司 | 一种电网无功资源优化调度***以及方法 |
| CN113225316A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-06 | 国网电力科学研究院有限公司 | 一种安全稳定控制***网络安全防御方法及*** |
| CN113315140A (zh) * | 2021-06-06 | 2021-08-27 | 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 | 一种海上风电无功补偿协调控制方法 |
-
2019
- 2019-01-24 CN CN201910065829.2A patent/CN109617086A/zh not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111864761A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 广东电网有限责任公司 | 一种电网无功资源优化调度***以及方法 |
| CN113225316A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-06 | 国网电力科学研究院有限公司 | 一种安全稳定控制***网络安全防御方法及*** |
| CN113225316B (zh) * | 2021-04-09 | 2023-09-12 | 国网电力科学研究院有限公司 | 一种安全稳定控制***网络安全防御方法及*** |
| CN113315140A (zh) * | 2021-06-06 | 2021-08-27 | 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 | 一种海上风电无功补偿协调控制方法 |
| CN113315140B (zh) * | 2021-06-06 | 2023-07-18 | 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 | 一种海上风电无功补偿协调控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Optimal allocation of hybrid energy storage systems for smoothing photovoltaic power fluctuations considering the active power curtailment of photovoltaic | |
| Etherden et al. | Increasing the hosting capacity of distribution networks by curtailment of renewable energy resources | |
| CN102427244B (zh) | 大规模光伏风电信息接入*** | |
| CN106786644A (zh) | 无功功率的控制方法、装置和*** | |
| Kreikebaum et al. | Smart Wires—A distributed, low-cost solution for controlling power flows and monitoring transmission lines | |
| CN101431240A (zh) | 一种计及梯级电站的省地一体化avc***控制方法 | |
| CN105375513B (zh) | 一种基于实时在线等值的110千伏风电场自动电压控制方法 | |
| CN103346577A (zh) | 降低风电场功率损耗的风电场avc无功控制***及方法 | |
| CN109617086A (zh) | 一种电网动态无功补偿设备协调控制***及方法 | |
| CN102904266B (zh) | 一种确立风电场无功补偿容量适网性的方法 | |
| CN109347115A (zh) | 一种大规模新能源接入电网的电压协调控制***及方法 | |
| CN108376996A (zh) | 一种实用的配电网分布式光伏接纳能力估算方法 | |
| CN103151795A (zh) | 降低风机损耗的分散式风电场无功优化控制方法及*** | |
| Kling et al. | Wind power grid integration: the European experience | |
| Cheng et al. | Voltage-profile-based approach for developing collection system aggregated models for wind generation resources for grid voltage ride-through studies | |
| CN105811432B (zh) | 一种光伏接入站点的无功补偿确定方法和装置 | |
| Gui et al. | Voltage support with PV inverters in low-voltage distribution networks: An overview | |
| CN106972518B (zh) | 小型地方电网与能源基地直流外送***接入模式选择方法 | |
| Fard et al. | Cooperative model predictive control scheme for dispersed smart inverters at the grid edge | |
| Lee et al. | Reactive power control of hybrid multi-terminal HVDC systems considering the interaction between the AC network and multiple LCCs | |
| Rohrig et al. | Wind power plant capabilities–Operate wind farms like conventional power plants | |
| CN110098620A (zh) | 一种用于优化换流站电压的控制方法、装置及*** | |
| Zhu et al. | Coordinative voltage control strategy with multiple resources for distribution systems of high PV penetration | |
| CN104868469B (zh) | 一种火电机组开机优化方法 | |
| Zhu et al. | Analysis and control of distributed energy resources |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190412 |