电网三级电压控制模式研究

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1、电网无功优化原则电网的无功优化是在以系统网损最小为目标函数的前提下，通过优化计算得到无功的最优潮流，最优无功潮流对于发电厂来说体现为最优无功出力，对于变电所则是无功最优负荷。无功优化的结果规定了各个节点的优化电压，在此电压下运行才能实现系统处于最优无功潮流状态。电网的无功调节原则是“分层分区，就地平衡”，即避免无功在线路中流动，实现无功的就地消耗和补偿。将无功就地平衡作为AVC运行的基本原则，实际上就体现了无功优化的要求。当不能实现无功就地平衡时，应实施无功就近平衡的原则，无功就近平衡不是指在地理位置分布上的就近平衡，而是指无功在由电气联系

2、比较强的节点组成的区域内平衡。对于一个受控点来讲，可以通过电压无功灵敏度分析的方法来确定离该点电气距离最近的若干个无功可控点。按照电气距离近的无功可控站点优先调节的原则，依次调整其无功出力对电压受控点进行控制，就是无功就近平衡的体现。AVC在应用电压灵敏度分析方法时，充分利用电网运行的实时潮流数据，可以随时对任何一个电压受控点列出对其进行无功调节站点的优先顺序，这个优先顺序按照电气距离离电压受控点近者优先调节的原则在无功可控点间进行排序，然后按照这个顺序依次调节无功电源，最终使得电压受控点的电压得到控制。由于电网的负荷总是在不停地变化，电网

3、各个站点的无功平衡状态可能随时被打破，因此电网无功优化必须不间断地进行。在电网无功优化中，AVC系统将会把优化得到的各个站点的无功分量转换成各个站点的相应电压，各个站点以此电压为控制目标协调该区域内无功资源的出力，而不是直接将无功分量作为控制指标下发给各个子站调整，这样就避免了由各个站点不同工况、无功资源配置和其他调节引起的约束。总之，AVC采用的电网无功优化技术重视的是最终的控制效果，而不是控制过程。只要各个站点的电压满足了无功优化得到的最优电压控制目标，自然会满足全网整体无功优化布局的要求，至于各个站点内部无功电压如何进行调整，就由各站

4、点当地的AVC子站系统的二级电压控制来处理。地区电网电压无功控制自动电压控制（AutomaticVoltageControl--AVC）是第27届中国电网调度运行会议上提出的现代电网调度新技术的发展方向之一。电力系统的无功电压控制是保证现代电力系统正常运行的必要保障，由于电压与无功的关系密切，维持系统的电压水平要通过安装足够的无功电源和无功补偿装置以弥补系统负荷的无功需求与传输线路无功损耗。而对电压的控制也主要通过控制无功功率的产生、流动和消耗来实现。无功功率控制的原则是“分层分区，就地平衡”，即尽量减少无功功率在线路上的流动以避免由此引起

5、的电压质量和电能损耗问题。合理地利用系统无功补偿容量和调节能力，严格确保系统在正常情况下和故障后各中枢节点的电压处于正常水平，才能保障电网的安全稳定运行。变电站电压无功功率综合控制是一个多变量、强耦合的复杂的非线性控制问题，受到了电压、武功、时间、负荷率、负荷电压静态特性、运行方式、OLTC分接头档位和电容器组投切状态等诸多因素的影响，其控制规律难以用精确的数学模型来描述。7.1电压控制的基本方式二级电压控制原理二级电压控制是分层电压控制中最重要的一环，其主要任务是协调控制区域的无功电源和电压控制设备，使得区域内无功不向外部流动。二级电压控

6、制的基本概念二级电压控制作为联系三级电压控制与一级电压控制的中间环节，按照一定的协调控制规律，对区域内各一级电压控制装置的控制器提供整定值，从而平衡系统的无功流动和电压波动。二级电压控制需要将整个电力系统按照电气距离的远近划分为若干个控制区域，而二级电压控制的目标即是这些分区之间电气距离相对较远，近似实现了电气解耦，从而使得无功更好地就地平衡。每一个二级电压控制区域中都要选定一个中枢节点，中枢节点的选择原则是该节点的电压变化能够反映整个区域内所有负荷节点的电压变化情况，而且当整个区域的负荷电压水平受干扰发生变化后，主导节点的电压恢复可以带动

7、其他节点的电压恢复至正常水平。整个二级电压控制的目标就是该中枢节点的电压按照三级电压控制层经最优潮流计算所分配的电压参考值稳定运行。第三级中的电压控制算法第三级电压控制作为最高一层电压控制，以全网的经济运行为优化目标，并考虑各种安全稳定性指标，通过优化算法最终给出各区域中枢母线幅值的最优参考值。第三级电压控制实际上就是一种最优潮流，只不过其目标函数和约束条件比较特殊。传统的经济调度是指系统的发电量与负荷需求不平衡时，将功率缺额优化地分配给各发电机组，从而达到全系统的燃料消耗量或发电费用最小。这种经济调度实际上就是电网调频，只涉及了有功功率的

8、优化调度，而没有对有功、无功进行协调优化，因此优化的结果可能会破坏系统安全约束。并且，由于经济调度只考虑了系统运行的经济性，对静态安全性重视不足，容易引起系统安全隐患问题。最优潮