基于实时电压响应轨迹的多措施协调电压校正控制方法

摘要

本发明公开了一种基于实时电压响应轨迹的多措施协调电压校正控制方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明作为一种电压控制方法，将电力系统控制节点的实时电压响应轨迹作为多措施协调电压校正控制的信息源，可对控制节点电压进行实时校正控制。本发明通过采取多种措施协调的电压控制方法，可以充分利用系统现有装置，协调现有可控措施，在保证电网安全稳定运行的同时，降低控制代价，提高系统运行的经济性。

主权项

基于实时电压响应轨迹的多措施协调电压校正控制方法，其特征在于，包括如下步骤:1)确定电压控制节点，设共包含t个控制节点，第i个控制节点的编号为i；2)设定各控制节点的电压控制目标值，包括解决电压升高问题的控制目标值U_setHi和解决电压跌落问题的控制目标值U_setLi；3)通过电网安全稳定分析，确定电压控制区域曲线，设电压升高控制定值为U_setHconi，电压跌落控制定值为U_setLconi，则大于U_setHconi区域为电压升高控制区域，小于U_setLconi区域为电压跌落控制区域，二者统称为电压控制区域；4)通过安装在控制节点的测控装置，实时监视各控制节点电压随时间变化的轨迹，记控制节点电压为U_i，其中i＝1,2,3,…,t；5)比较控制节点电压轨迹与电压控制区域曲线，当存在至少一个控制节点电压落入电压控制区域ΔT秒后，认为满足触发电压控制条件，形成初始电压向量否则，则转向步骤4)继续进行各控制节点电压的实时监控；其中初始电压向量的形成方法是：若某个控制节点的电压进入电压升高控制区域，则记录该控制节点在ΔT秒内的电压最大值为U_imax，并定义U_i0＝U_imax；若某个控制节点的电压进入电压跌落控制区域，则记录该控制节点在ΔT秒内的电压最小值为U_imin，并定义U_i0＝U_imin；对于电压未进入控制区域的控制节点，则记录控制节点在ΔT秒内的电压最大值为U_imax、电压最小值为U_imin，并定义U_i0＝(U_imin+U_imax)/2，其中i＝1,2,3,…,t，由此形成初始电压向量6)确定参与电压控制的措施空间：设共有k个节点配有电容/电抗器，则第j_Q个节点的电容/电抗器控制量为共有l条参与控制调压的直流，则第j_D条参与控制电压的直流的功率调整量为共有m台参与控制电压的发电机，则第j_G台参与控制电压的发电机的功率调整量为共有n个负荷节点 参与控制电压，则第j_L个参与控制电压的负荷节点功率调整量为7)通过离线或在线分析，计算不同控制措施对控制节点电压变化的灵敏度，进而确定不同控制措施的控制灵敏度矩阵其中不同控制措施对控制节点电压变化的灵敏度计算方法为，投切电容/电抗的控制灵敏度由式(1)可得，调制直流功率的控制灵敏度由式(2)可得，调整机组出力的控制灵敏度由式(3)可得，调整负荷的控制灵敏度由式(4)可得：其中，分别为不同控制措施的功率摄动量，ΔU′_i为第i个控制节点的电压在不同控制措施功率摄动下的变化量；不同控制措施的控制灵敏度矩阵计算方法为，由式(5)可得投切电容/电抗的控制灵敏度矩阵由式(6)可得调制直流功率的控制灵敏度矩阵由式(7)可得调整机组出力的控制灵敏度矩阵由式(8)可得调整负荷的控制灵敏度矩阵其意义为参与电压控制的不同控制措施单位控制量对控制节点电压变化的影响方向和程度：8)根据电压控制目标形成不同的控制策略集合，以控制代价最小为目标优化控制策略；其中满足电压控制要求的控制策略集合形成方法为，控制策略根据式(9)获得，其中，为不同控制策略下各控制节点的电压变化列向量，为参与电压控制的电容/电抗器控制量列向量，为参与电压控制的直流功率调整量列向量，为参与电压控制的发电机功率调整量列向量，为参与电压控制的负荷节点功率调整量列向量，由此可获得满足电压控制要求的控制策略集合；以控制代价最小为目标优化控制策略的方法为，在式(9)的约束下求解如式(10)优化问题，其中是第j_Q个电容/电抗器节点投切单位容量的控制代价，是第j_D条直流调整单位容量功率的控制代价，是第j_G台发电机调整单位容量功率的控制代价，是第j_L个负荷节点调整单位容量功率的控制代价，由此可得到优化的不同控制措施的控制量；9)根据优化结果得到的不同措施控制量进行电压校正控制，转向步骤4)以进行下一轮电压校正控制。