專利名稱：一種由自動電壓控制引起輸電網有功損耗降低的計算方法
技術領域：
本發明涉及一種由自動電壓控制引起輸電網有功損耗降低的計算方法，屬于電力系統自動電壓控制技術領域。
背景技術：
自動電壓控制(以下簡稱AVC, Automatic Voltage Control)系統是實現輸電網安全(提高電壓穩定裕度)、經濟(降低網絡損耗)、優質(提高電壓合格率)運行的重要手段。AVC系統架構在電網能量管理系統(EMS)之上，能夠利用輸電網實時運行數據，從輸電網全局優化的角度科學決策出最佳的無功電壓調整方案，自動下發給電廠、變電站以及下級電網調度機構執行。孫宏斌、張伯明、郭慶來在《基于軟分區的全局電壓優化控制系統設計》(電力系統自動化，2003年，第27卷第8期，16-20頁)中說明了大電網自動電壓控制的體系結構。AVC系統的主站部分是在電力系統控制中心基于軟件實現的，其對輸電網的電壓控制策略主要有對電廠各發電機無功控制策略以及對變電站的無功設備控制策略2類。其中對電廠各發電機的無功控制策略，目前采用的主要方式是調度中心的AVC主站系統通過無功優化計算得到電廠各機組的無功調節量后，通過數據通信通道向電廠的AVC子站系統發送，電廠的AVC子站接收到發電機無功調整量后，根據當前電廠內各臺發電機的運行狀態，采用步進方式調整發電機發出的無功功率，直到達到AVC主站下發的調整量。對變電站的控制策略為對無功補償設備的投切指令，無功設備主要包括電容器和電抗器，當投入電容器或切除電抗器時，母線電壓升高；當切除電容器或投入電抗器時，母線電壓降低。AVC主站下發投入或切除無功設備的指令，變電站內的自動化監控系統根據接收的指令，找到無功設備所連接的斷路器并合上或斷開斷路器，以完成無功設備的投入或切除。電力網在輸送和分配電能的過程中，由于輸電設備存在著電阻，在電流流過時，就會產生一定數量的有功功率損耗，在給定的時段(日、月、季、年)內，各電網設備中所消耗的全部有功電量稱為網損電量，一般包括線路設備所消耗的有功電量和變壓器設備所消耗的有功電量，可以統稱為支路消耗的有功電量。AVC系統的一個主要控制目標，就是在保證電壓合格的同時最大地降低有功損耗。AVC系統投入閉環控制后，可以降低電網的有功損耗，從而取得非常顯著的效益，而對由AVC系統引起的輸電網有功損耗降低的數值進行計算和分析，也是評價AVC運行質量和系統水平的重要手段。電網有功損耗的計算方式，可以分為統計損耗和理論損耗二類。統計損耗是根據電能表指示數計算出來的，依賴于電能表計的數據采集，受表計布點和采集數據實時性等約束，難以用于進行在線的分析。理論損耗是根據的電網結構參數和運行參數，運用電工原理和電學中的理論，將輸電網模型中所包含各輸電設備的電壓、電流以及對應的損耗計算出來，這樣計算得到的損耗稱之為理論損耗，整個輸電網的理論損耗即為計算模型內包含的全部電氣設備的理論損耗之和。理論損耗計算可以在線進行，其實時性高，不受電表布點和采集的限制，可用于實時的輸電網網損分析和計算。李旭陽、邢波在《實時理論線損計算分析系統的實現》(電力信息化，2007年，第5卷第10期，63-65頁)中說明了根據電網潮流計算得到的設備有功潮流值計算APij的方法，給出了一種在線理論網損計算的應用方法。上文涉及到電網的實時潮流計算，何仰贊、溫增銀等在《電力系統分析(第三版)》(華中科技大學出版社，2002年)中進行了論述，潮流計算是根據輸電網拓撲結構、一次設備的電氣參數、電廠發電機的有功功率和無功功率、等值負荷的有功功率和無功功率、斷路器和隔離閘刀的分合狀態以及低壓電容器或低壓電抗器的投切狀態來計算輸電網各設備的有功功率、無功功率的數值計算程序。在AVC系統投入閉環運行后，其處于連續閉環控制的狀態中，每輪控制策略均以上輪控制策略執行后的電網狀態為基礎，因此由AVC引起的輸電網有功損耗降低的數值是在連續時間上積累的結果，進行準確計算比較困難。同時AVC投入閉環控制后，不可能隨意將AVC退出閉環控制來進行對比分析。因此對閉環控制的AVC系統實際引起的輸電網有功損耗降低的定量分析一直是個難點。而另一方面，AVC投入閉環運行后，由于發電機和無功設備配備等原因，可能導致AVC效果難以完全發揮。運行維護人員需要結合AVC閉環控制 產生的有功損耗降低的定量計算結果，對影響AVC運行的各種因素進行分析并給出改進的建議，隨著目前國內各級輸電網AVC系統廣泛應用，由AVC引起輸電網有功損耗降低的定量計算分析要求日益迫切，在這方面目前國內外尚未看到相關的計算方法或研究成果。
發明內容
本發明的目的是提出一種由自動電壓控制引起輸電網有功損耗降低的計算方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(I)設定一個自動電壓控制周期Tc;(2)在每日開始時，將輸電網中自動電壓控制降損潮流累計值產和當日自動電壓控制降損電量累計值五=分別置為O ;(3)在自動電壓控制周期到來時，記到來時刻St1，保存到來時刻^的輸電網運行參數數據包，輸電網運行參數數據包中的信息包括輸電網拓撲結構、輸電網一次設備的電氣參數、電廠發電機的有功功率和無功功率、等值負荷的有功功率和無功功率、輸電網斷路器和隔離閘刀的分合狀態，以及輸電網中低壓電容器或低壓電抗器的投切狀態；(4)根據到來時刻h的輸電網運行參數數據包中的信息，采用潮流計算方法，對輸電網模型進行計算，得到輸電網模型中各支路的有功功率和無功功率，從而得到輸電網模型的總有功功率損ItPi(5)從輸電網的自動電壓控制系統中，讀取上個自動電壓控制周期到來時刻h自動電壓控制系統向每臺電廠發電機下發的無功功率調節量AQei以及待控低壓電容器或低壓電抗器的投切狀態；(6)根據步驟(5)讀取的每臺電廠發電機無功功率調節量AQei，對到來時刻tl的輸電網運行參數數據包中的相應各臺電廠發電機的無功功率進行調節，調節量為-AQei ；(7)根據步驟(5)讀取的待控低壓電容器或低壓電抗器的投切狀態，對到來時刻的輸電網運行參數數據包中的相應待控低壓電容器或低壓電抗器進行反向操作；(8)根據步驟(6)和步驟(7)的調節和操作，采用潮流計算方法，對輸電網模型進行計算，得到輸電網模型中各支路的有功功率和無功功率，從而得到輸電網模型的總有功功率損耗f ;
(9)根據上述總有功功率損耗和總有功功率損耗廣，得到輸電網總有功功率損耗的差值
權利要求
1.一種由自動電壓控制引起輸電網有功損耗降低的計算方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (I)設定一個自動電壓控制周期T。； (2 )在每日開始時，將輸電網中自動電壓控制降損潮流累計值P5=和當日自動電壓控制降損電量累計值五=分別置為O ; (3)在自動電壓控制周期到來時，記到來時刻St1，保存到來時刻^的輸電網運行參數數據包，輸電網運行參數數據包中的信息包括輸電網拓撲結構、輸電網一次設備的電氣參數、電廠發電機的有功功率和無功功率、等值負荷的有功功率和無功功率、輸電網斷路器和隔離閘刀的分合狀態，以及輸電網中低壓電容器或低壓電抗器的投切狀態； (4)根據到來時刻A的輸電網運行參數數據包中的信息，采用潮流計算方法，對輸電網模型進行計算，得到輸電網模型中各支路的有功功率和無功功率，從而得到輸電網模型的總有功功率損耗; (5)從輸電網的自動電壓控制系統中，讀取上個自動電壓控制周期到來時刻&自動電壓控制系統向每臺電廠發電機下發的無功功率調節量AQei以及待控低壓電容器或低壓電抗器的投切狀態； (6)根據步驟(5)讀取的每臺電廠發電機無功功率調節量AQei，對到來時刻h的輸電網運行參數數據包中的相應各臺電廠發電機的無功功率進行調節，調節量為-AQei ； (7)根據步驟(5)讀取的待控低壓電容器或低壓電抗器的投切狀態，對到來時刻h的輸電網運行參數數據包中的相應待控低壓電容器或低壓電抗器進行反向操作； (8)根據步驟(6)和步驟(7)的調節和操作，采用潮流計算方法，對輸電網模型進行計算,得到輸電網模型中各支路的有功功率和無功功率，從而得到輸電網模型的總有功功率損札Pi ; O)根據上述總有功功率損耗和總有功功率損耗，得到輸電網總有功功率損耗的差值
全文摘要
本發明涉及一種由自動電壓控制引起輸電網有功損耗降低的計算方法，屬于電力系統自動電壓控制技術領域。該方法首先在輸電網當前狀態基礎上反向模擬自動電壓控制系統的控制策略并進行潮流計算，得到模擬狀態下的輸電網有功功率損耗，并與當前實際狀態的有功功率損耗進行比較，得到每輪自動電壓控制控制引起輸電網有功功率損耗的降低值；其次，將每輪計算得到的輸電網有功功率損耗的降低值進行累計并在時間軸上進行積分，得到連續時段內輸電網有功電量損耗的降低值。采用此方法，可以在線計算自動電壓控制系統引起的輸電網有功損耗降低的數值，對自動電壓控制系統產生的效益進行準確分析，為運行維護人員評價并提高系統的運行水平提供了科學依據。
文檔編號H02J3/00GK103023024SQ20121050876
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者湯磊, 王海林, 龔成虎, 魏珍, 鄂志君, 劉維春, 王鵬, 孫宏斌, 鄭衛洪, 劉偉, 牟濤, 周驥飛, 于天一 申請人:天津市電力公司, 北京清大高科系統控制有限公司, 國家電網公司