1电网自动电压控制v1ppt课件

1、1 储能元件：电容器/电抗器2 电磁能量转换：电动机3 无功本身不产生能量消耗，但传输过程中引起有功/无功损耗4 无功“无用之功”，无功优化目的是减少无功传输，而不是减少无功注入1 无功电源负荷损耗2 电压表征无功平衡水平相对地，频率表征有功平衡水平）3 无功不能远距离传输，最好各节点分散自治平衡1 发电机组无功出力：调节励磁，进相/迟相2 分散的补偿装置：电容/电抗器3 静止无功补偿器、调相机4 输电线路充电无功1 感应电动机，约占65%2 变压器损耗，约占20%3 其他，约占15%4 线路在重负荷时吸收无功电抗消耗无功大于充电无功），轻负荷时输出无功电抗消耗无功小于充电无功）1 调整发电机

2、无功出力2 投切电容器3 投切电抗器4 调整主变分接头(改变无功分布而不输出无功)5 其他人工分散控制，经验调节，典型方式如下：人工分散控制，经验调节，典型方式如下：1 1、每季度对发电厂高压母线和变电站高压母线下达电压曲线、每季度对发电厂高压母线和变电站高压母线下达电压曲线和功率因数要求；和功率因数要求；2 2、运行人员严密监视电压，必要时手动调整无功设备以满足、运行人员严密监视电压，必要时手动调整无功设备以满足电压在合格范围；电压在合格范围；3 3、对电压合格率达不到要求的电厂和供电公司罚一定数量的、对电压合格率达不到要求的电厂和供电公司罚一定数量的电量。电量。1 1、静态下达的电压曲线将

3、不能适应日益复杂的动态潮流分布、静态下达的电压曲线将不能适应日益复杂的动态潮流分布2 2、较难保证发电机组安全稳定水平所需的较好的电压水平、较难保证发电机组安全稳定水平所需的较好的电压水平3 3、无功和电压的就地分散控制不能满足保持系统足够的动、无功和电压的就地分散控制不能满足保持系统足够的动态无功储备的要求态无功储备的要求4 4、无功电压的就地分散控制难以达到全网优化的目标、无功电压的就地分散控制难以达到全网优化的目标 5 5、无功电压控制调整的劳动强度大、无功电压控制调整的劳动强度大1 1、电厂之间无功协调困难；、电厂之间无功协调困难；2 2、厂站只注重母线电压控制，无功窜动大；、厂站只注

4、重母线电压控制，无功窜动大；3 3、电容器投切早投晚切不能和电网实际合理协调。、电容器投切早投晚切不能和电网实际合理协调。法国分区分级控制全网离线分析OPF在线在线离线离线变电站VQC基于九区图 国内:AVC方兴未艾德国基于OPF19902019地调AVC省调AVCAGC基于九区图的变电站基于九区图的变电站VQC装置及其软件装置及其软件优点：优点：原理明晰简单原理明晰简单可靠性较高可靠性较高缺乏：缺乏：只能控制单个厂站只能控制单个厂站全网协调性差全网协调性差以法国为代表的分区分级三级控制以法国为代表的分区分级三级控制全局优化控制全局优化控制区域电压控制器1SVC-1电力设备的自动控制装置区域电

5、压控制器iSVC-i区域电压控制器nSVC-n电力设备的自动控制装置电力设备的自动控制装置VrefVref一级控制二级控制三级控制优点：优点：符合无功电压的区域性和分符合无功电压的区域性和分散性散性基本符合国内网基本符合国内网-省省-地地-县调县调的分级分区调度体系的分级分区调度体系缺乏：缺乏：硬的硬的“物理分区物理分区” 可能与可能与软的软的“电气分区电气分区” 不一致不一致仅考虑发电机，未考虑负荷仅考虑发电机，未考虑负荷侧侧OLTC及电容器配合及电容器配合三级控制三级控制OPF的可用性不强的可用性不强自底向上，由变电站自底向上，由变电站地调地调省调省调随着自动化通信技术发展，经历了一个单站

6、、随着自动化通信技术发展，经历了一个单站、区域、全网的发展过程，也是一个简单到复杂区域、全网的发展过程，也是一个简单到复杂的过程的过程国内AVC系统理论研究上跟踪国外最新进展，技术水平与国际先进保持同步。但是必须清醒地认识到，与国外较为成熟的AVC系统相比，我国全网AVC闭环控制工程应用仍然处于起步阶段，应更加注重提高实用性，使先进算法研究与具体工程实际相结合，提高应用水平，取得类似AGC闭环控制的良好实际运行效果。 三级电压控制模式三级电压控制模式“软软三级电压控制模式三级电压控制模式两级电压控制模式两级电压控制模式二二级级控控制制变电站变电站监控系统监控系统跟踪跟踪i i分区中分区中枢母线

7、电压枢母线电压一级控制一级控制电压无功优化电压无功优化跟踪跟踪j j分区中分区中枢母线电压枢母线电压三三级级控控制制AVCAVC主站主站分钟级分钟级秒级秒级小时级小时级电厂电厂AVCAVC装置装置电厂电厂AVCAVC装置装置变电站变电站监控系统监控系统二级电压二级电压控制器控制器二级电压二级电压控制器控制器二二级级控控制制变电站变电站监控系统监控系统跟踪跟踪i i分区中分区中枢母线电压枢母线电压地调地调AVCAVC系统系统一级控制一级控制电压无功优化电压无功优化跟踪跟踪j j分区中分区中枢母线电压枢母线电压三三级级控控制制省调省调AVCAVC主站主站分钟级分钟级秒级秒级小时级小时级电厂电厂AV

8、CAVC装置装置变电站变电站监控系统监控系统对三级电压控制模式进行改进，将硬分区改为软分区。三级控制为二级控制提供中枢母线电压定值。二级控制采用二次规划模型跟踪中枢母线电压定值。目的：削弱对状态估计及无功优化算法的依赖性。由分区算法辅助进行软分区。三级优化目标与二级控制目标不一致，导致优化结果经二级控制执行时发生偏移，经济性差。三级优化的周期长，需对电压带宽进行较大压缩方有可能使中枢母线电压定值维持长期有效性。中枢点一般应位于分区中心或附近，但容易越限的点则一般位于电网的末梢，维持中枢点电压基本不变即可维持电网的电压品质是让人怀疑的。在100%时间里采用妥协的控制方法。二二级级控控制制机组机组

9、励磁系统励磁系统电容器电容器电抗器电抗器主变分接头主变分接头变电站变电站监控系统监控系统电厂电厂AVCAVC装置装置电压无功优化电压无功优化一级控制一级控制省调省调AVCAVC主站主站分钟级分钟级秒级秒级地调地调AVCAVC系统系统电容器电容器电抗器电抗器主变分接头主变分接头变电站变电站监控系统监控系统遥控遥控遥调指令遥调指令遥控遥控遥调指令遥调指令高压母线高压母线电压定值电压定值无功范围无功范围以较短的周期(分钟级)启动电压无功优化计算，使优化结果能够真实反映电网的电压无功运行状况。缺点：对状态估计及电压无功优化算法的计算性能及可靠性提出了更高的要求。优化结果直接下发至相关厂站实施闭环控制，

10、保证控制精度高、电压品质优、经济性好。具体目标包括：具体目标包括：提高电压合格率；提高电压合格率；保证适当的电压稳定水平；保证适当的电压稳定水平；避免离散设备频繁调节；避免离散设备频繁调节；保证控制的平稳性；保证控制的平稳性；降低电能损耗。降低电能损耗。 提 高 电 压（）123456降 低 网 损（）23.85.77.59.311.2高压输电原理高压输电原理 补偿前功率因数0.60.650.70.750.80.850.9补偿后功率因数0.95降低网损（）60534638292010功率因数补偿在传输环节表现就是无功传输减少功率因数补偿在传输环节表现就是无功传输减少500kV及以上及以上变电站

11、变电站地调地调AVC主站主站110kV变电站变电站省调省调AVC主站主站220kV变电站变电站220kV电厂电厂AVC系统总体结构系统总体结构地区电网220kV及以上网络无功电压：省调管辖、地调维护地调可观测但不可控制控制变量为发电机应由省调AVC进行分析控制1、数据传输实时性和可靠性2、使用方便、维护成本最小化3、运行模式灵活性4、控制软件设计与运行工程经验5、系统配置冗余性6、安全策略完备性7、运行管理方便性全网电压优化调节；全网无功优化控制；控制全网关口力率；全网控制自动协调；省地调AVC协调控制；优化动作次数；运行安全措施；维护方便，操作简单,全面的历史查询；全网无功普查，根据分析及统

12、计确定无功补偿点。将电压运行区划分为安全区、预警区及警戒区；将电压运行区划分为安全区、预警区及警戒区；在目标函数中对预警区及警戒区加以惩罚。在目标函数中对预警区及警戒区加以惩罚。将电压约束处理为将电压约束处理为“软软约束；约束；VVcVcVV f V离散量一天内有操作次数限制，两次调节之间有时间间隔限制。AVC控制遵循小步多走的原则，以保证控制的平稳性。对于每一个控制周期：电厂高压母线电压调幅不超过一定范围(2kV)每个厂站最多调整一组补偿设备任一主变最多调整一档省地协调关口无功调节幅度不超过一定范围日电压波动范围一般具有渐变的性质；利用历史电压波动情况可预测次日的合理电压波动范围。通过日电压波动范围预测