CN112803430B - 一种变电站电压的自动控制方法及装置 - Google Patents

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CN112803430B CN202110054298.4A CN202110054298A CN112803430B CN 112803430 B CN112803430 B CN 112803430B CN 202110054298 A CN202110054298 A CN 202110054298A CN 112803430 B CN112803430 B CN 112803430B
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Abstract

本发明公开了一种变电站电压的自动控制方法及装置。变电站电压的自动控制方法包括：获取变电站的实时数据，并根据所述实时数据将所述变电站中的设备划分为至少一个控制单元；根据所述控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个所述控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略；根据所述控制策略对对应的所述控制单元进行调节。本发明实施例可以有效降低网损。

Description

一种变电站电压的自动控制方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及电力***技术领域，尤其涉及一种变电站电压的自动控制方法及装置。
背景技术
自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)***是实现输电网安全(提高电压稳定裕度)、经济(降低网络损耗)和优质(提高电压合格率)运行的重要手段。AVC***架构在电网能量管理***之上，能够利用输电网实时运行数据，决策出无功电压调整方案，自动下发给电厂、变电站以及下级电网调度机构执行。在传统AVC***实际运行中，控制策略通常侧重于消除母线电压越限，对于网损考虑较少。因此根据现有的电压控制策略进行调节后，***存在网损较大的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种变电站电压的自动控制方法及装置，以降低网损。
第一方面，本发明实施例提供了一种变电站电压的自动控制方法，包括：
获取变电站的实时数据，并根据所述实时数据将所述变电站中的设备划分为至少一个控制单元；
根据所述控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个所述控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略；
根据所述控制策略对对应的所述控制单元进行调节。
可选地，根据所述控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个所述控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略，包括：
获取所述控制单元中所有主变压器低压侧母线的无功网损灵敏度，并根据所述无功网损灵敏度判断是否存在通过灵敏度校验的主变压器；
若是，则将所述控制单元的可调节标识置为需求状态；
判断所述控制单元是否能通过调节能力校验；
若是，则判断所述控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限；
若是，则生成并记录使用该无功调节设备进行调节的控制信号。
可选地，所述变电站电压的自动控制方法还包括：在根据所述无功网损灵敏度判断不存在通过灵敏度校验的主变压器时，则生成并记录所述控制单元无可用控制策略的告警信号。
可选地，所述变电站电压的自动控制方法还包括：在判断所述控制单元不能通过调节能力校验时，则生成并记录所述控制单元无可用控制策略的告警信号。
可选地，所述变电站电压的自动控制方法还包括：在判断所述控制单元中不存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限时，则生成并记录所述控制单元无可用控制策略的告警信号。
可选地，所述根据所有所述控制策略对对应的所述控制单元进行调节，包括：
若所述控制单元生成所述控制信号，则使用使所述预估母线电压不越限的所述无功调节设备进行调节；
若所述控制单元生成所述告警信号，则不对所述控制单元进行调节。
可选地，判断所述控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限；若是，则生成并记录使用该无功调节设备进行调节的控制信号，包括：
判断所述控制单元中是否存在一台无功调节设备和一台主变压器，使得该台无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节后，所述控制单元的高压侧预估母线电压、中压侧预估母线电压和低压侧预估母线电压均不越限；
若是，则生成并记录使用该台无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节的控制信号。
可选地，根据所述无功网损灵敏度判断是否存在通过灵敏度校验的主变压器；若是，则将所述控制单元的可调节标识置为需求状态，包括：
判断所述控制单元中是否存在所述无功网损灵敏度的绝对值大于无功网损灵敏度门槛值的主变压器；
若是，则判断所述无功网损灵敏度是否大于0；
若所述无功网损灵敏度大于0，则将所述控制单元的可调节标识置为减无功需求状态；
若所述无功网损灵敏度小于0，则将所述控制单元的可调节标识置为增无功需求状态。
可选地，判断所述控制单元能否通过调节能力校验，包括：
若所述控制单元的可调节标识置为减无功需求状态，计算所述控制单元内的可减无功调节设备的可减无功总量；并判断所述可减无功总量是否大于调节能力门槛值；
若所述控制单元的可调节标识置为增无功需求状态，计算所述控制单元内的可增无功调节设备的可增无功总量；并判断所述可增无功总量是否大于所述调节能力门槛值；
判断所述控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限，包括：
若所述可减无功总量大于所述调节能力门槛值，则判断所述控制单元中是否存在可减无功调节设备，使得在使用该可减无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越下限；
若所述可增无功总量大于所述调节能力门槛值，则判断所述控制单元中是否存在可增无功调节设备，使得在使用该可增无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越上限。
第二方面，本发明实施例还提供了一种变电站电压的自动控制装置，包括：
控制单元划分模块，用于获取变电站的实时数据，并根据所述实时数据将所述变电站中的设备划分为至少一个控制单元；
控制策略生成模块，用于根据所述控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个所述控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略；
控制单元调节模块，用于根据所述控制策略对对应的所述控制单元进行调节。
本发明实施例所提供的变电站电压的自动控制方法，直接根据控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度对控制单元进行调节校验，对变电站中每个控制单元进行是否有降低网损的调节余量的调节校验，根据校验结果生成对控制单元的控制策略并进行调节。因此，本发明实施例针对变电站的自动电压控制方案，提供直接考虑***运行损耗的调节方法。在注重电力***运行安全的同时，降低网损，提高电网运行的经济性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种变电站电压的自动控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种变电站电压的自动控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的又一种变电站电压的自动控制方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种变电站电压的自动控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种变电站电压的自动控制方法，该自动控制方法可以由变电站电压的自动控制装置来执行。图1是本发明实施例提供的一种变电站电压的自动控制方法的流程示意图。参见图1，该变电站电压的自动控制方法包括以下步骤：
S110、获取变电站的实时数据，并根据实时数据将变电站中的设备划分为至少一个控制单元。
其中，变电站的实时数据可以通过能量管理***获取，实时数据中可以包括电网模型和设备状态拓扑等信息，据此将变电站中的设备进行划分，形成变电站的控制单元。示例性地，一个控制单元中可以包括至少一台主变压器和至少一台无功调节设备。示例性地，无功调节设备可以是变电站中配置的有一定容量的离散无功设备(比如电容器或电抗器等)，通过电容器或电抗器等的投切来调节母线电压。
S120、根据控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略。
其中，无功网损灵敏度是指低压侧母线注入无功后对电网总有功网损的影响。无功网损灵敏度随着电网中供电和负荷等的变化而变化，需要通过潮流计算来获取。无功网损灵敏度的计算方法在下面实施例进行具体说明，此处不再展开说明。对每个控制单元进行调节校验是指判断每个控制单元的母线电压是否存在继续降低网损的调节余量；即针对每个控制单元，进行以降低网损为目的的调节后，其母线电压是否越限的判断。可选地，当校验结果为通过时，该控制单元的控制策略为进行调节；当校验结果为未通过时，该控制单元的控制策略为不进行调节。
S130、根据控制策略对对应的控制单元进行调节。
可选地，可以在所有控制单元都检验完成后，向每个控制单元下发各自对应的控制策略，统一进行调节。也可以，在每个控制单元完成调节校验后，就根据该控制单元的控制策略进行调节，以保证调节的准确性。
本发明实施例所提供的变电站电压的自动控制方法，直接根据控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度对控制单元进行调节校验，对变电站中每个控制单元进行是否有降低网损的调节余量的调节校验，根据校验结果生成对控制单元的控制策略并进行调节。因此，本发明实施例针对变电站的自动电压控制方案，提供直接考虑***运行损耗的调节方法。在注重电力***运行安全的同时，降低网损，提高电网运行的经济性。
上述各实施方式示例性地给出了变电站电压的自动控制方法的流程。下面，就无功网损灵敏度的计算进行详细说明。
具体地，无功网损灵敏度的计算以无功电压灵敏度的计算为基础，在AVC计算控制策略时，需要计算无功电压灵敏度以实现无功调节设备的精细控制。无功电压灵敏度是指无功调节设备所连接的母线的无功注入对电网其他母线电压的影响。随着电网运行方式的变化，无功电压灵敏度和无功网损灵敏度均会变化。示例性地，下面以使用电网实时潮流计算的雅各比矩阵为例，对无功电压灵敏度和无功网损灵敏度的计算进行解释。
电力***潮流计算是研究电力***稳态运行情况的一种计算，它根据给定的数据，计算母线的电压、各元件的功率及网损，并对电网各处的运行状态进行评估。再根据计算得到的数据对电网***的运行进行监测和优化，从而提高供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。对于正在运行的电力***，通过潮流计算可以评估当前***中母线的电压、支路的功率等参数是否越限；如果出现异常，就应采取措施，调整运行方式。
极坐标下的电网潮流计算方程可以表示为：
Figure BDA0002900340390000081
其中，Vi为母线i的电压的幅值，θi为母线i的电压的相角，Vj为母线j的电压的幅值，θj为母线j的电压的相角，θij为母线i和母线j的电压相角的差值，Vi、θi、Vj、θj均为待求解变量。I表示通过支路与母线i连接的母线j的集合；Gij为连接母线i和母线j的支路的电导，Bij为支路的电纳。PGi为母线i上的有功发电，PDi为母线i上的有功负荷，QGi为母线i的无功发电，QDi为母线i上的无功负荷。
从上述潮流方式可以进一步得到支路潮流计算表达式如下：
Figure BDA0002900340390000082
其中Pij为连接母线i及其相邻的母线j的支路上流动的有功潮流，Pij表示从母线i流向母线j的潮流，Pji表示从母线j流向母线i的潮流；支路包括连接母线的线路或变电站内变压器的绕组。Qij为支路无功潮流，yc表示线路的半导纳。
在电网实时潮流计算的基础上，母线无功电压灵敏度的计算如下：
母线j的无功电压灵敏度的物理意义是，在第j母线上注入单位无功后，电网模型中其他各母线的电压幅值变化。牛顿-拉夫逊潮流算法中的修正公式如下：
Figure BDA0002900340390000083
式中左边的矩阵即为雅可比矩阵，其各个元素则分别为
Figure BDA0002900340390000084
其中各子阵的非对角元素的计算方法如下：
Figure BDA0002900340390000091
Figure BDA0002900340390000092
各子阵的对角元素的计算方法如下：
Figure BDA0002900340390000093
Figure BDA0002900340390000094
其中，Ui同潮流计算中的Vi，为母线i的电压的幅值；δi同潮流计算中的θi，为母线i的电压的相角；δij同潮流计算中的θij，为母线i和母线j的电压相角的差值；Uj同潮流计算中的Vj，为母线j的电压的幅值；δj同潮流计算中的θj，为母线j的电压的相角。
把实时潮流计算结果中的母线电压幅值和相角带入式(5)-(8)，可以计算得到式(3)中雅各比矩阵的各元素，形成常数雅各比矩阵。设变电站低压侧无功设备连接在母线j上(比如母线j连接在某台主变压器的低压侧，通过向该台主变压器的低压侧投切无功调节设备来对母线j进行无功调节)，将方程(3)的右边向量置为：
Figure BDA0002900340390000101
其中ΔQj＝1；即除了变电站低压侧母线j上的注入无功有单位变化量，其变化量为无功注入潮流增长单位1，其他变化量均为0，解方程(3)，可以求出该母线注入单位无功出力后，电网模型各个母线电压的相角变化Δθi和幅值变化ΔVi，其中ΔVi即为变电站低压侧母线j对电网其他母线i的无功电压灵敏度。
在得到母线j对电网中其他母线的无功电压灵敏度后，母线j对电网中其余所有母线的无功网损灵敏度的计算如下：
基于上述无功电压灵敏度，可以进一步求解变电站低压侧母线j注入无功后对电网总有功网损的影响，即母线j的无功网损灵敏度。
首先，对电网模型中的任意母线i，其对有功网损的影响主要表现为母线i上连接的支路的网损
Figure BDA0002900340390000102
即：
Figure BDA0002900340390000103
则母线i的电压变化后，对电网网损的影响可以写为：
Figure BDA0002900340390000104
根据支路潮流计算表达式，可以进一步求出：
Figure BDA0002900340390000105
Figure BDA0002900340390000106
Figure BDA0002900340390000111
Figure BDA0002900340390000112
由式(11)～(14)代入(10)可以得到：
Figure BDA0002900340390000113
/>
Figure BDA0002900340390000114
式(15)和式(16)给出了第i个母线电压变化对电网总有功网损的影响，然后再结合前面计算的母线j的无功电压灵敏度，可以计算变电站低压侧母线j的无功注入对电网有功网损的影响如下：
Figure BDA0002900340390000115
其中N为电网模型中全部母线数量，将当前的实时潮流计算结果中的Vi、Vj和θij代入公式(15)～(17)，同时将前序步骤中在变电站低压侧母线j上注入单位无功后求解得到的母线i的电压变化Δθi和ΔVi代入公式(17)，就可以求得变电站低压侧母线j的无功网损灵敏度Sj。
图2是本发明实施例提供的另一种变电站电压的自动控制方法的流程示意图。参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，根据控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略，包括：
S210、获取控制单元中所有主变压器低压侧母线的无功网损灵敏度。
其中，无功网损灵敏度可以由AVC中的灵敏度计算模块计算，本变电站电压的自动控制方法中对灵敏度如何计算不做限定，只需读取无功网损灵敏度的计算结果。
S220、判断是否存在通过灵敏度校验的主变压器；若是，则执行S230；若否，则执行S270。
其中，主变压器的灵敏度校验是指，根据主变压器低压侧母线的无功网损灵敏度，判断该主变压器是否存在使***网损降低的调节余量。
可选地，控制单元中有至少一台主变压器(比如有3台)。该步骤中需对控制单元中所有的主变压器进行灵敏度校验。具体地，包括：对控制单元中的一台主变压器进行灵敏度校验；若通过校验，则将可调节标识置为需求状态；若未通过校验，可调节标识保持原位。然后继续下一主变压器的灵敏度校验，直至控制单元中所有的主变压器完成校验。其中，可调节标识代表的是控制单元的状态，也就是说，只要控制单元中存在通过灵敏度校验的主变压器，可调节标识就被置为需求状态。
S230、将控制单元的可调节标识置为需求状态。
其中，可调节标识在需求状态时，表明被校验的主变压器存在使***网损降低的调节余量，可以进行适量的电压调节以降低***网损。示例性地，可以以“1”表示需求状态；以“0”表示无需求状态。
S240、判断控制单元是否能通过调节能力校验；若是，则执行S250；若否，则执行S270。
其中，控制单元的调节能力校验是指判断控制单元中无功调节设备总的调节容量是否超过调节阈值；若是，则通过校验。
S250、判断控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限；若是，则执行S260；若否，则执行S270。
S260、生成并记录使用该无功调节设备进行调节的控制信号。
S270、生成并记录控制单元无可用控制策略的告警信号。
其中，在根据所述无功网损灵敏度判断不存在通过灵敏度校验的主变压器时；在判断所述控制单元不能通过调节能力校验时；以及在判断所述控制单元中不存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限时，均生成并记录控制单元无可用控制策略的告警信号；表示该控制单元无调节余量或调节能力不足。
综上，控制单元的控制策略包括：使用无功调节设备进行调节的控制信号或无可用控制策略的告警信号。根据所有控制策略对对应的控制单元进行调节，包括：若控制单元生成控制信号，则使用使预估母线电压不越限的无功调节设备进行调节；若控制单元生成告警信号，则不对控制单元进行调节。
上述各实施方式示例性地给出了变电站电压的自动控制方法的流程。但未对无功网损灵敏度的符号进行区分。以下，就无功网损灵敏度在正负不同符号的情况下的一可选地实施方式进行说明。
图3是本发明实施例提供的又一种变电站电压的自动控制方法的流程示意图。参见图3，可选地，在该变电站电压的自动控制方法中，根据控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略，包括以下步骤：
S310、设定无功网损灵敏度门槛值和调节能力门槛值。
其中，正在进行调节校验的控制单元记为Ui，i∈(1,I)，I为控制单元的总数。可选地，无功网损灵敏度门槛值和调节能力门槛值均为正值。示例性地，无功网损灵敏度门槛值
Figure BDA0002900340390000141
调节能力门槛值/>
Figure BDA0002900340390000142
S320、初始化可调节标识。
可选地，在初始化阶段，将控制单元的可调节标识置于无需求状态(比如置0)。其中，初始化阶段包括：初始化减无功需求状态(以
Figure BDA0002900340390000143
表示)/>
Figure BDA0002900340390000144
初始化增无功需求状态(以/>
Figure BDA0002900340390000145
表示)/>
Figure BDA0002900340390000146
初始化可控可减无功设备数(以/>
Figure BDA0002900340390000147
表示)/>
Figure BDA0002900340390000148
初始化可控可增无功设备数(以/>
Figure BDA0002900340390000149
表示)/>
Figure BDA00029003403900001410
S330、读取控制单元中的当前母线电压、母线电压上限和母线电压下限。
其中，控制单元中的母线包括：高压侧母线、中压测母线和低压侧母线。因此，该步骤具体包括：读取高压侧母线当前电压
Figure BDA00029003403900001411
高压侧母线电压上限/>
Figure BDA00029003403900001412
高压侧母线电压下限/>
Figure BDA00029003403900001413
中压侧母线当前电压/>
Figure BDA00029003403900001414
中压侧母线电压上限/>
Figure BDA00029003403900001415
中压侧母线电压下限/>
Figure BDA00029003403900001416
低压侧母线当前电压/>
Figure BDA00029003403900001417
低压侧母线电压上限/>
Figure BDA00029003403900001418
和低压侧母线电压下限/>
Figure BDA00029003403900001419
S340、读取控制单元中母线的无功电压灵敏度和无功网损灵敏度。
具体地，该步骤包括：记录控制单元Ui内的主变压器(简称主变)Bj，j∈(1,N)，N为控制单元Ui内的主变总数；读取母线的无功电压灵敏度包括：读取主变Bj低压侧母线j对控制单元Ui高压侧母线的无功电压灵敏度
Figure BDA00029003403900001420
对控制单元Ui中压侧母线的无功电压灵敏度
Figure BDA00029003403900001421
和对控制单元Ui低压侧母线的无功电压灵敏度/>
Figure BDA00029003403900001422
读取母线的无功网损灵敏度为读取主变Bj低压侧母线j对电网的无功网损灵敏度/>
Figure BDA00029003403900001423
需要说明的是，上述S310-S340仅为一种可行的实施方式，但并不作为对本发明的限定。在实际应用时，可以根据需求调整各步骤的顺序或进行合并和删减。
S350、判断控制单元中是否存在无功网损灵敏度的绝对值大于无功网损灵敏度门槛值的主变压器；若是，则执行S360；若否，则执行S3H0。
其中，对变电站控制单元Ui中的每个主变的低压侧母线仅进行上述校验。
S360、判断无功网损灵敏度是否大于0；若是，则执行S370；若否，则执行S3C0。
S370、将控制单元的可调节标识置为减无功需求状态。
其中，当母线j的无功网损灵敏度
Figure BDA0002900340390000151
且/>
Figure BDA0002900340390000152
时，控制单元Ui的减无功需求状态/>
Figure BDA0002900340390000153
S380、计算控制单元内的可减无功调节设备的可减无功总量。
可选地，在此步骤前，可以先行校验控制单元Ui的减无功需求状态
Figure BDA0002900340390000154
和增无功需求状态/>
Figure BDA0002900340390000155
若/>
Figure BDA0002900340390000156
且/>
Figure BDA0002900340390000157
则执行此步骤。该步骤具体包括：根据拓扑计算得到该单元内可减无功总量/>
Figure BDA0002900340390000158
其中/>
Figure BDA0002900340390000159
为可减无功调节设备的额定容量，K为可减无功调节设备的台数。
S390、判断可减无功总量是否大于调节能力门槛值；若是，则执行S3A0；若否，则执行S3H0。
S3A0、判断控制单元中是否存在可减无功调节设备，使得在使用该可减无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越下限；若是，则执行S3B0；若否，则执行S3H0。
具体地，该步骤包括：判断控制单元中是否存在一台可减无功调节设备和一台主变压器，使得该台可减无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节后，控制单元的高压侧预估母线电压、中压侧预估母线电压和低压侧预估母线电压均不越下限。
其中，对于控制单元Ui中的每台可减无功调节设备
Figure BDA0002900340390000161
m∈(1,K)，均进行上述校验。由于控制单元Ui中的所有主变并联运行，可以认为每一台可减无功调节设备/>
Figure BDA0002900340390000162
均可与每一台主变Bj的低压侧母线j连接。上述校验具体包括：设可减无功调节设备/>
Figure BDA0002900340390000163
的额定容量为/>
Figure BDA0002900340390000164
对控制单元Ui的高中低三侧电压进行若使用该可减无功调节设备/>
Figure BDA0002900340390000165
调节后的预估电压校验，该设备动作后高压侧预估电压变化量/>
Figure BDA0002900340390000166
高压侧预估电压/>
Figure BDA0002900340390000167
中压侧预估电压变化量/>
Figure BDA0002900340390000168
中压侧预估电压
Figure BDA0002900340390000169
低压侧预估电压变化量/>
Figure BDA00029003403900001610
低压侧预估电压/>
Figure BDA00029003403900001611
若/>
Figure BDA00029003403900001612
且/>
Figure BDA00029003403900001613
且/>
Figure BDA00029003403900001614
则可减无功调节设备/>
Figure BDA00029003403900001615
通过校验，可控可减无功设备数/>
Figure BDA00029003403900001616
需要注意的是，在该步骤中，需要对每台可减无功调节设备和主变压器的组合方式均进行上述校验，以保证校验的历遍性。
S3B0、生成并记录使用该可减无功调节设备进行调节的控制信号。
具体地，在经过S3A0的校验后，对通过校验的无功调节设备，控制信号为使用该台可减无功调节设备在对应的主变压器的低压侧进行调节的控制信号。
S3C0、将控制单元的可调节标识置为增无功需求状态。
其中，当母线j的无功网损灵敏度
Figure BDA00029003403900001617
且/>
Figure BDA00029003403900001618
时，则控制单元Ui的增无功需求状态/>
Figure BDA00029003403900001619
S3D0、计算控制单元内的可增无功调节设备的可增无功总量。
可选地，在此步骤前，可以先行校验控制单元Ui的减无功需求状态
Figure BDA00029003403900001620
和增无功需求状态/>
Figure BDA00029003403900001621
若/>
Figure BDA00029003403900001622
且/>
Figure BDA00029003403900001623
则执行此步骤。该步骤具体包括：根据拓扑计算得到该单元内可增无功总量/>
Figure BDA00029003403900001624
其中/>
Figure BDA00029003403900001625
为可增无功调节设备的额定容量，L为可增无功调节设备的台数。
S3E0、判断可增无功总量是否大于调节能力门槛值；若是，则执行S3F0；若否，则执行S3H0。
S3F0、判断控制单元中是否存在可增无功调节设备，使得在使用该可增无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越上限；若是，则执行S3G0；若否，则执行S3H0。
具体地，该步骤包括：判断控制单元中是否存在一台可增无功调节设备和一台主变压器，使得该台可增无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节后，控制单元的高压侧预估母线电压、中压侧预估母线电压和低压侧预估母线电压均不越上限。
其中，对于控制单元Ui中的每台可增无功调节设备
Figure BDA0002900340390000171
m∈(1,K)，均进行上述校验。由于控制单元Ui中的所有主变并联运行，可以认为每一台可增无功调节设备/>
Figure BDA0002900340390000172
均可与每一台主变Bj的低压侧母线j连接。上述校验具体包括：设可增无功调节设备/>
Figure BDA0002900340390000173
的额定容量为/>
Figure BDA0002900340390000174
对控制单元Ui的高中低三侧电压进行若使用该可增无功调节设备/>
Figure BDA0002900340390000175
调节后的预估电压校验，该设备动作后高压侧预估电压变化量/>
Figure BDA0002900340390000176
高压侧预估电压/>
Figure BDA0002900340390000177
中压侧预估电压变化量/>
Figure BDA0002900340390000178
中压侧预估电压
Figure BDA0002900340390000179
低压侧预估电压变化量/>
Figure BDA00029003403900001710
低压侧预估电压/>
Figure BDA00029003403900001711
若/>
Figure BDA00029003403900001712
且/>
Figure BDA00029003403900001713
且/>
Figure BDA00029003403900001714
则可增无功调节设备/>
Figure BDA00029003403900001715
通过校验，可控可增无功设备数/>
Figure BDA00029003403900001716
需要注意的是，在该步骤中，需要对每台可增无功调节设备和主变压器的组合方式均进行上述校验，以保证校验的历遍性。
S3G0、生成并记录使用该可增无功调节设备进行调节的控制信号。
具体地，在经过S3F0的校验后，对通过校验的无功调节设备，控制信号为使用该台可增无功调节设备在对应的主变压器的低压侧进行调节的控制信号。
S3H0、生成并记录控制单元无可用控制策略的告警信号。
本发明实施例通过S310-S3H0实现了无功网损灵敏度在正负不同符号的情况下的变电站电压的自动控制。可选地，在上述各实施方式的基础上，可以设置自动电压控制周期为Tc，每当自动电压控制周期为Tc，进行电压调节。示例性地，可以取自动电压控制周期Tc＝5min。
以下，以减无功为例，就一具体实施例对变电站电压的自动控制方法进行说明。
(1)设定自动电压控制周期为Tc＝300秒，设定无功网损灵敏度门槛值
Figure BDA0002900340390000181
设定控制单元的调节能力门槛值/>
Figure BDA0002900340390000182
(2)在每个自动电压控制周期Tc到来时，示例性地，记到来时刻为t0＝1596981510，从能量管理***获取变电站实时数据，根据电网模型、设备状态拓扑形成变电站的控制单元。本实施例中，假设***计时为“unix时间戳”，表示从1970年1月1日(UTC/GMT的午夜)开始所经过的秒数；该周期的到来时刻t0的值仅为本实施例中的一个示例，并不作为对本发明的限定。
(3)对变电站控制单元Ui，初始化减无功需求状态
Figure BDA0002900340390000183
初始化增无功需求状态/>
Figure BDA0002900340390000184
初始化可控减无功设备数/>
Figure BDA0002900340390000185
初始化可控增无功设备数/>
Figure BDA0002900340390000186
读取高压侧母线当前电压/>
Figure BDA0002900340390000187
高压侧母线电压上限/>
Figure BDA0002900340390000188
高压侧母线电压下限/>
Figure BDA0002900340390000189
中压侧母线当前电压/>
Figure BDA00029003403900001810
中压侧母线电压上限/>
Figure BDA00029003403900001811
中压侧母线电压下限/>
Figure BDA00029003403900001812
低压侧母线当前电压/>
Figure BDA00029003403900001813
低压侧母线电压上限/>
Figure BDA00029003403900001814
低压侧母线电压下限/>
Figure BDA0002900340390000191
从灵敏度计算模块分别读取电网节点无功电压灵敏度和无功网损灵敏度计算结果，记录控制单元内主变Bj，低压侧母线节点j对高压侧母线无功电压灵敏度/>
Figure BDA0002900340390000192
对中压侧母线无功电压灵敏度
Figure BDA0002900340390000193
对低压侧母线无功电压灵敏度/>
Figure BDA0002900340390000194
和无功网损灵敏度/>
Figure BDA0002900340390000195
(4)对变电站控制单元Ui中的主变Bj低压侧母线节点j无功网损灵敏度
Figure BDA0002900340390000196
进行校验，其中/>
Figure BDA0002900340390000197
满足/>
Figure BDA0002900340390000198
且/>
Figure BDA0002900340390000199
则控制单元减无功需求状态/>
Figure BDA00029003403900001910
(5)重新返回步骤(4)，继续校验下一台主变，直至控制单元Ui内的所有主变都校验完成。
(6)校验控制单元Ui的减无功需求状态
Figure BDA00029003403900001911
增无功需求状态/>
Figure BDA00029003403900001912
其中
Figure BDA00029003403900001913
满足/>
Figure BDA00029003403900001914
且/>
Figure BDA00029003403900001915
进入步骤(7)。
(7)对控制单元Ui的减无功调节能力进行校验，根据拓扑计算得到该单元内可减无功总容量
Figure BDA00029003403900001916
满足/>
Figure BDA00029003403900001917
进入步骤(8)。
(8)对控制单元Ui的可减无功设备
Figure BDA00029003403900001918
其连接主变Bj低压侧母线节点j，额定容量为3.6MVar，动作后高中低三侧电压进行预估校验，该设备动作后高压侧预估电压变化量ΔVi h＝0.1*3.6＝0.36kV，高压侧预估电压/>
Figure BDA00029003403900001919
中压侧预估电压变化量/>
Figure BDA00029003403900001920
中压侧预估电压/>
Figure BDA00029003403900001921
低压侧预估电压变化量/>
Figure BDA00029003403900001922
低压侧预估电压/>
Figure BDA00029003403900001923
满足/>
Figure BDA00029003403900001924
且/>
Figure BDA00029003403900001925
且/>
Figure BDA00029003403900001926
则/>
Figure BDA00029003403900001927
并进入步骤(9)。
(9)生成控制单元Ui的减无功策略，选择步骤(8)中的可减无功设备
Figure BDA00029003403900001928
进行控制，并进入步骤(10)。
(10)重新返回步骤(3)，继续校验下一个控制单元，直至所有控制单元都校验完成。
(11)下发所有控制策略至对应的控制单元进行调节。
本发明实施例还提供了一种变电站电压的自动控制装置，该变电站电压的自动控制装置可用于实现上述各实施例所提供的变电站电压的自动控制方法，具有相应的有益效果。
图4是本发明实施例提供的一种变电站电压的自动控制装置的结构示意图。参见图4，该变电站电压的自动控制装置包括：控制单元划分模块110、控制策略生成模块120和控制单元调节模块130。
其中，控制单元划分模块110用于获取变电站的实时数据，并根据实时数据将变电站中的设备划分为至少一个控制单元。控制策略生成模块120用于根据控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略。控制单元调节模块130用于根据控制策略对对应的控制单元进行调节。
在上述各实施方式的基础上，可选地，控制策略生成模块120包括：
主变压器校验单元，用于获取控制单元中所有主变压器低压侧母线的无功网损灵敏度，并根据无功网损灵敏度判断是否存在通过灵敏度校验的主变压器。
可调节标识置位单元，用于在根据无功网损灵敏度判断存在通过灵敏度校验的主变压器时，将控制单元的可调节标识置为需求状态。
调节能力校验单元，用于判断控制单元是否能通过调节能力校验。
预估母线电压越限判断单元，用于在判断控制单元能通过调节能力校验时，判断控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限。
控制信号生成单元，用于在判断控制单元中存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限时，生成并记录使用该无功调节设备进行调节的控制信号。
在上述各实施方式的基础上，可选地，控制策略生成模块120还包括：
告警信号生成单元，用于在根据无功网损灵敏度判断不存在通过灵敏度校验的主变压器时，生成并记录控制单元无可用控制策略的告警信号。
在上述各实施方式的基础上，可选地，告警信号生成单元还用于在判断控制单元不能通过调节能力校验时，生成并记录控制单元无可用控制策略的告警信号。
在上述各实施方式的基础上，可选地，告警信号生成单元还用于在判断控制单元中不存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限时，生成并记录控制单元无可用控制策略的告警信号。
在上述各实施方式的基础上，可选地，控制单元调节模块130包括：
调节单元，用于在控制单元生成控制信号时，使用使预估母线电压不越限的无功调节设备进行调节。
告警单元，用于在控制单元生成告警信号时，不对控制单元进行调节。
在上述各实施方式的基础上，可选地，预估母线电压越限判断单元包括越限判断子单元，用于判断控制单元中是否存在一台无功调节设备和一台主变压器，使得该台无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节后，控制单元的高压侧预估母线电压、中压侧预估母线电压和低压侧预估母线电压均不越限。
控制信号生成单元包括控制信号生成子单元，用于在判断控制单元中存在一台无功调节设备和一台主变压器，使得该台无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节后，控制单元的高压侧预估母线电压、中压侧预估母线电压和低压侧预估母线电压均不越限时，生成并记录使用该台无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节的控制信号。
在上述各实施方式的基础上，可选地，主变压器校验单元包括：绝对值校验子单元和无功网损灵敏度校验子单元。其中，绝对值校验子单元用于判断控制单元中是否存在无功网损灵敏度的绝对值大于无功网损灵敏度门槛值的主变压器；无功网损灵敏度校验子单元用于在判断控制单元中存在无功网损灵敏度的绝对值大于无功网损灵敏度门槛值的主变压器时，判断无功网损灵敏度是否大于0。
可调节标识置位单元包括：第一置位子单元和第二置位子单元，其中，第一置位子单元用于在无功网损灵敏度大于0时，将控制单元的可调节标识置为减无功需求状态；第二置位子单元用于在无功网损灵敏度小于0时，将控制单元的可调节标识置为增无功需求状态。
在上述各实施方式的基础上，可选地，调节能力校验单元包括：第一校验子单元和第二校验子单元。其中，第一校验子单元用于在控制单元的可调节标识置为减无功需求状态时，计算控制单元内的可减无功调节设备的可减无功总量；并判断可减无功总量是否大于调节能力门槛值。第二校验子单元用于在控制单元的可调节标识置为增无功需求状态时，计算控制单元内的可增无功调节设备的可增无功总量；并判断可增无功总量是否大于调节能力门槛值。
在上述各实施方式的基础上，可选地，预估母线电压越限判断单元包括第一判断子单元和第二判断子单元。其中，第一判断子单元用于当可减无功总量大于调节能力门槛值时，判断控制单元中是否存在可减无功调节设备，使得在使用该可减无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越下限。第二判断子单元用于在可增无功总量大于调节能力门槛值时，判断控制单元中是否存在可增无功调节设备，使得在使用该可增无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越上限。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种变电站电压的自动控制方法，其特征在于，包括：
获取变电站的实时数据，并根据所述实时数据将所述变电站中的设备划分为至少一个控制单元；
根据所述控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个所述控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略；
根据所述控制策略对对应的所述控制单元进行调节；
根据所述控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个所述控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略，包括：
获取所述控制单元中所有主变压器低压侧母线的无功网损灵敏度，并根据所述无功网损灵敏度判断是否存在通过灵敏度校验的主变压器；
若是，则将所述控制单元的可调节标识置为需求状态；
判断所述控制单元是否能通过调节能力校验；
若是，则判断所述控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限；
若是，则生成并记录使用该无功调节设备进行调节的控制信号；
根据所述无功网损灵敏度判断是否存在通过灵敏度校验的主变压器；若是，则将所述控制单元的可调节标识置为需求状态，包括：
判断所述控制单元中是否存在所述无功网损灵敏度的绝对值大于无功网损灵敏度门槛值的主变压器；
若是，则判断所述无功网损灵敏度是否大于0；
若所述无功网损灵敏度大于0，则将所述控制单元的可调节标识置为减无功需求状态；
若所述无功网损灵敏度小于0，则将所述控制单元的可调节标识置为增无功需求状态；
判断所述控制单元能否通过调节能力校验，包括：
若所述控制单元的可调节标识置为减无功需求状态，计算所述控制单元内的可减无功调节设备的可减无功总量；并判断所述可减无功总量是否大于调节能力门槛值；
若所述控制单元的可调节标识置为增无功需求状态，计算所述控制单元内的可增无功调节设备的可增无功总量；并判断所述可增无功总量是否大于所述调节能力门槛值；
判断所述控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限，包括：
若所述可减无功总量大于所述调节能力门槛值，则判断所述控制单元中是否存在可减无功调节设备，使得在使用该可减无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越下限；
若所述可增无功总量大于所述调节能力门槛值，则判断所述控制单元中是否存在可增无功调节设备，使得在使用该可增无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越上限。
2.根据权利要求1所述的变电站电压的自动控制方法，其特征在于，还包括：在根据所述无功网损灵敏度判断不存在通过灵敏度校验的主变压器时，则生成并记录所述控制单元无可用控制策略的告警信号。
3.根据权利要求1所述的变电站电压的自动控制方法，其特征在于，还包括：在判断所述控制单元不能通过调节能力校验时，则生成并记录所述控制单元无可用控制策略的告警信号。
4.根据权利要求1所述的变电站电压的自动控制方法，其特征在于，还包括：在判断所述控制单元中不存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限时，则生成并记录所述控制单元无可用控制策略的告警信号。
5.根据权利要求2-4任一项所述的变电站电压的自动控制方法，其特征在于，根据所有所述控制策略对对应的所述控制单元进行调节，包括：
若所述控制单元生成所述控制信号，则使用使所述预估母线电压不越限的所述无功调节设备进行调节；
若所述控制单元生成所述告警信号，则不对所述控制单元进行调节。
6.根据权利要求1所述的变电站电压的自动控制方法，其特征在于，判断所述控制单元中是否存在无功调节设备，使得在使用该无功调节设备进行调节后得到的预估母线电压不越限；若是，则生成并记录使用该无功调节设备进行调节的控制信号，包括：
判断所述控制单元中是否存在一台无功调节设备和一台主变压器，使得该台无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节后，所述控制单元的高压侧预估母线电压、中压侧预估母线电压和低压侧预估母线电压均不越限；
若是，则生成并记录使用该台无功调节设备在该台主变压器的低压侧进行调节的控制信号。
7.一种变电站电压的自动控制装置，其特征在于，包括：
控制单元划分模块，用于获取变电站的实时数据，并根据所述实时数据将所述变电站中的设备划分为至少一个控制单元；
控制策略生成模块，用于根据所述控制单元中主变压器低压侧的无功网损灵敏度，对每个所述控制单元进行调节校验；并且根据校验结果生成和记录该控制单元的控制策略；
控制单元调节模块，用于根据所述控制策略对对应的所述控制单元进行调节；
所述控制策略生成模块还包括：
主变压器校验单元，用于获取控制单元中所有主变压器低压侧母线的无功网损灵敏度，并根据无功网损灵敏度判断是否存在通过灵敏度校验的主变压器；
可调节标识置位单元，用于在根据无功网损灵敏度判断存在通过灵敏度校验的主变压器时，将控制单元的可调节标识置为需求状态；
调节能力校验单元，用于判断控制单元是否能通过调节能力校验。
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