考虑系统电压安全的高压并联电抗器远方自动控制方法

摘要

本发明涉及考虑系统电压安全的高压并联电抗器远方自动控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域；本发明的方法为设母线电压越限综合指标X，以此作为高压并联电抗器自动退出运行的判据；设计了母线电压恢复综合指标X′，以此作为高压并联电抗器自动退出运行后自动恢复投运的判据。通过在线获取电网数据并实时计算X和X′，实现了高压并联电抗器的在线远方自动控制；本发明可实现在紧急情况下将高压并联电抗器自动切除，以及在系统恢复正常后，将此高压并联电抗器自动投运，从而保证电网安全稳定运行。

主权项

1.一种考虑系统电压安全的高压并联电抗器远方自动控制方法，其特征在于，包括当前运行的高压并联电抗器自动退出运行和已退出的高压并联电抗器自动恢复投运两部分；其中，所述当前运行的高压并联电抗器自动退出运行的方法，具体包括以下步骤：11)当监测周期到来时，将当前需要控制的高压并联电抗器的指标T^ex、X初始化，令T^ex＝0，X＝0；其中，X为该高压并联电抗器的母线电压越限综合指标，X值由计算得到，T^ex为连续对X的判断结果为X＞1的次数；T^ex其取值范围是0到T^exmax，其中T^exmax为整数，且满足(T^exmax+1)*Δt＝T；T为当高压并联电抗器的母线电压越限综合指标X大于1的时间达到退出当前高压并联电抗器的时间，T取值范围为5-15分钟；Δt为监测周期，Δt取值为3-5分钟；12)通过在线搜索或者事先设定，得到对该高压并联电抗器进行控制所要考虑的母线集合S：搜索或者设定的方法为：先令集合S为空集，设当前高压并联电抗器挂接在母线A上，母线A通过m条线路与m条其他母线在电气上直接相连，从母线A出发通过这m条线路找到线路对端的母线，将找到的这m条母线和母线A作为集合S的元素，集合S内包含n条母线，且n＝m+1，n、m是自然数；13)采集集合S内n条母线的电压，对其中第j条母线，1≤j≤n，进行滤波，若则认为该母线电压有效，反之将该母线从集合S中剔除；滤波后，集合S中还存在n′条母线，n′≤n；其中，为母线j的实时测量电压，为母线j的滤波电压上限，为母线j的滤波电压下限；设定为额定线电压的0.8倍，为额定线电压的1.2倍；14)根据集合S内n′条母线的电压、n′条母线所属的变电站和n′条母线的权重系数，计算得到X；具体步骤如下：141)将集合S内的n′条母线按所属变电站分为若干个组，使每一组的母线属于同一变电站；采用算术平均值计算得到同一组内母线电压值即：$U_k^{\mathrm{st}}=\frac{\underset{j{\in S}_k}{\Sigma }{U}_j^{\mathrm{bs}}}{n_k},$其中：S_k表示变电站k内母线集合，n_k表示S_k内的母线数量，表示变电站k内母线j的电压；若低于该变电站设定的母线的高压并联电抗器退运电压控制下限则令否则为变电站k内母线是否越下限的综合指标；其中，为母线当前时刻的运行电压下限，ΔU为裕度值；142)其中为被检测的变电站k内的各母线电压权重系数，变电站k内n_k条母线电压权重系数相同；集合S内的各变电站母线电压权重系数取值范围是0-1.0内的实数；各变电站母线权重系数确定原则是：与当前高压并联电抗器属于同一变电站的母线电压权重系数加上任意一个其他变电站的母线电压权重系数之和大于1，所有不同于高压并联电抗器所属变电站的母线电压权重系数之和小等于1；15)如果X＞1，则认为该高压并联电抗器的母线电压越限综合指标越限，转入步骤16)，如果X≤1，则认为该高压并联电抗器的母线电压越限综合指标没有越限，然后转入步骤17)；16)T^ex数值加1，判断此时T^ex是否超过设定值T^exmax；如果T^ex＞T^exmax，则认为满足高压并联电抗器退出运行的条件，下指令退出运行该高压并联电抗器，转入步骤17)；如果T^ex≤T^exmax，则认为时间上还未达到退运的条件，等待时间Δt后转入步骤13)；17)等待，直到下一个监测周期到来时转入步骤11)；所述已退出的高压并联电抗器自动恢复投运的方法，具体包括以下步骤：21)当监测周期到来时，将当前需要控制的高压并联电抗器的指标T^ex′、X′初始化，令T^ex′＝0，X′＝0；其中X′为该高压并联电抗器的的母线电压恢复综合指标，X′值由计算得到，T^ex′为连续对X′的判断结果为X′＞1的次数；T^ex′其取值范围是0到T^exmax′，其中T^exmax′为整数，且满足(T^exmax′+1)*Δt＝T′；T′为当高压并联电抗器的母线电压恢复综合指标X′＞1的时间达到恢复投运当前高压并联电抗器的时间，T′取值范围为5-15分钟；Δt为监测周期，Δt取值为3-5分钟；22)通过在线搜索或者事先设定，得到对该高压并联电抗器进行控制所要考虑的母线集合S：搜索或者设定的方法为：先令集合S为空集，设当前高压并联电抗器挂接在母线A上，母线A通过m条线路与m条其他母线在电气上直接相连，从母线A出发通过这m条线路找到线路对端的母线，将找到的这m条母线和母线A作为集合S的元素，集合S内包含n条母线，且n＝m+1，n、m是自然数；23)采集集合S内n条母线的电压，对其中第j条母线，1≤j≤n，进行滤波，若则认为该母线电压有效，反之将该母线从集合S中剔除；滤波后，集合S中还存在n′条母线，n′≤n；其中为母线j的滤波电压上限，为母线j的滤波电压下限，为母线j的实时测量电压；设定为额定线电压的0.8倍，为额定线电压的1.2倍；24)根据集合S内n′条母线的电压、n′条母线所属的变电站和n′条母线的权重系数，计算得到X′；具体步骤如下：241)将集合S内的n′条母线按所属变电站分为若干个组，使每一组的母线属于同一变电站；采用算术平均值计算得到同一组内母线电压值即：$U_k^{\mathrm{st}}=\frac{\underset{j{\in S}_k}{\Sigma }{U}_j^{\mathrm{bs}}}{n_k},$其中：S_k表示变电站k内母线集合，n_k表示S_k内的母线数量，表示变电站k内母线j的电压；若高于该变电站设定的高压并联电抗器恢复投运电压定值则令否则为变电站k内母线是否恢复到一定水平的综合指标；242)令其中为被检测的变电站k的母线电压值权重系数，变电站k内的n_k条母线权重系数相同；集合S内的各变电站母线电压权重系数取值范围是0-1.0内的实数；各变电站母线权重系数确定原则是：与当前高压并联电抗器属于同一变电站的母线电压权重系数加上任意一个其他变电站的母线电压权重系数之和大于1，所有不同于高压并联电抗器所属变电站的母线电压权重系数之和小等于1；25)判断是否所有母线电压已恢复，如果X′＞1，则认为所有母线电压已恢复，则转入步骤26)，否则转入步骤28)；26)T^ex′数值加1，判断此时T^ex′是否超过设定值T^exmax′；如果T^ex′＞T^exmax′，则认为满足高压并联电抗器恢复投运条件，下指令恢复投运该高压并联电抗器，转入步骤27)；如果T^ex′≤T^exmax′，则认为时间上还未达到该高压并联电抗器恢复投运的条件，等待时间Δt后转入步骤23)；27)判断该高压并联电抗器是否允许自动恢复，若判断结果为允许自动恢复则下发指令使该高压并联电抗器自动恢复投运；允许自动恢复投运当前高压并联电抗器的判断准则至少同时满足以下4个条件：271)该高压并联电抗器是由于自动控制退出的电抗；272)该高压并联电抗器在被切除后到自动恢复之前，其高压并联电抗器开关位置没有发生过变化，并且其高压并联电抗器一次、二次设备没有发出过告警，并且远方/就地软压板没有发生过变位；273)若该高压并联电抗器安装在变电站，则该变电站现场的电容器均已退出，或都准备退出，低压电抗器尚未投入，或准备投入；274)若该高压并联电抗器安装在电厂，在其自动恢复投入状态之前投入高压并联电抗器前，发电机的功率因数在0.98-1.0之间或机组进相运行；28)等待，直到下一个监测周期到来时转入步骤21)。