一种电压调节优化方法与流程

1.本公开属于无功电压优化领域，具体涉及一种电压调节优化方法。


背景技术：

2.电力系统的电压随着负荷、发电能力的变化而不断变化。但在电力需求增多的当下，也让更多电力企业关注到了电网损耗问题正不断提高，电网运行效率因受损耗影响而减缓，所以，为了能够更好的提高电网运行效率，应尽可能降低网损。
3.正常电厂在调节电压时候，根据电网的控制曲线来进行恒定功率送电，当发电厂出力增大时，适当的抬高电压会减小网络损耗。且传统的电网电压控制是根据电压变化连续控制的，实时计算潮流，计算工作量大、计算时间长、计算速度慢且需要专用的硬件，整体费用高。因为新能源出力不稳定，所以传统的实时连续计算和控制不太适合风电场的电压调节能力。因此，需要对电压调节方法进行优化。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种电压调节优化方法，该方法通过以损耗最小为目标进行优化计算获得目标电压，根据目标电压对电厂发电电压进行调节，能够实现节能降耗的目的。
5.为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
6.一种电压调节优化方法，包括如下步骤：
7.s100：获取发电机的发电模式；
8.s200：根据发电机的发电模式获取电厂发电方式；
9.s300：获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节优化目标；
10.s400：获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节模式；
11.s500：基于各母线节点的电压调节优化目标将各母线节点的实际电压在所述电压调节模式内进行调节。
12.优选的，步骤s 100中，所述发电机的发电模式包括：小发电模式、中发电模式和大发电模式。
13.优选的，步骤s300中，通过采用最优潮流获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节优化目标。
14.优选的，步骤s400中，根据电压幅值偏差获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节模式。
15.优选的，所述电压调节模式包括：电压合格一模式、电压合格二模式、电压合格三模式和电压合格四模式。
16.优选的，步骤s500包括如下步骤：
17.s501：基于每个母线节点的实际电压和电压调节优化目标获取每个母线节点的电压偏差；
18.s502：基于每个母线节点的电压偏差获取每个母线节点的无功需求量；
19.s503：基于每个母线节点的无功需求量调整节点无功出力。
20.优选的，步骤s502中，通过无功-电压灵敏度矩阵获取每个节点的无功需求量。
21.优选的，本公开还提供一种电压调节优化装置，包括：
22.第一获取模块，用于获取发电机的发电模式；
23.第二获取模块，用于根据发电机的发电模式获取电厂发电方式；
24.第三获取模块，用于获取各母线节点在电厂发电方式下的电压调节优化目标；
25.第四获取模块，用于获取各母线节点在电厂发电方式下的电压调节模式；
26.调节模块，用于基于各母线节点的电压调节优化目标将各母线节点的实际电压在电压调节模式内进行调节。
27.本公开还提供一种计算机介质，包括：
28.存储器，用于存储多条计算机指令；
29.处理器，用于执行计算机指令以实现如前任一所述的方法。
30.与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
31.本公开根据电网的控制范围，将电厂电压调节到满足电压调节要求后，还可以根据厂内电压调节裕度有条件的进行优化，以损耗最小作为厂内电压控制目标，进行电压调节。因此本公开对电网的控制范围和发电出力进行模式划分，将无限的潮流计算解变为有限解，通过模式的预设计算得到预设方案用来指导电压调节，避免了复杂的计算，且不需要复杂的硬件进行实时计算。
附图说明
32.图1是本公开一个实施例提供的一种电压优化调节方法的流程图；
33.图2是本公开另一个实施例提供的电压模式划分示意图；
具体实施方式
34.下面将参照附图1至图2详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
35.需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
36.为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
37.一个实施例中，如图1所示，本公开提出一种电压调节优化方法，包括如下步骤：
38.s100：获取电厂发电模式；
39.该步骤中，电厂内所有发电机组在机组开机方式不变的情况下，每台发电机的有功功率出力包括四种情况：即每台发电机的实际发电量占发电机额定发电量的100％，90％，80％和70％，因此，本实施例将这四种情况下的发电模式划分为三种，如表1所示：
40.表1
41.模式发电总量小发电模式70％-80％中发电模式80％-90％大发电模式90％-100％
42.由表1可知，发电机的发电模式包括三种，即将区间[90％，100％]定义为大发电模式，将区间[80％，90％)定义为中发电模式，将区间[70％，80％)定义为小发电模式。
[0043]
s200：根据发电机的发电模式获取电厂发电方式；
[0044]
该步骤中，假如电厂中每台发电机均具有以上三种发电模式，则对电厂中n台发电机的发电模式进行组合，就可获得3n种发电方式。
[0045]
s300：获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节优化目标；
[0046]
s400：获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节模式；
[0047]
s500：基于各母线节点的电压调节优化目标将各母线节点的实际电压在所述电压调节模式内进行调节。
[0048]
该步骤中，需要说明的是，各母线节点的电压调节优化目标必定属于某个电压调节模式，因此，在实际电压调节过程中，只需要将实际电压调整到该目标电压所在范围内即可。
[0049]
另一个实施例中，步骤s300中，通过采用最优潮流获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节优化目标。
[0050]
该步骤中，最优潮流是指当网络结构参数和负荷情况都已给定时，通过调节可利用的控制变量(如发电机输出功率、可调变压器抽头等)来找到能满足所有指定的约束条件，并使系统的某一性能指标或目标函数(如发电成本或网络损耗)达到最优值下的潮流分布。
[0051]
另一个实施例中，步骤s400中，根据电压幅值偏差获取各母线节点在所述电厂发电方式下的电压调节模式。
[0052]
本实施例中，根据国家标准《电能质量供电电压允许偏差》gb 12325-2008规定可知，35kv及以上电压等级的电压偏差范围为额定电压的正负10％以内，而当电网电压已经处在合格范围内后，为了使电网损耗降低达到节能降耗的目的，本实施例将电压合格范围内的实际电压有效值划分为四种电压模式，其中，当电压幅值为额定电压的102.5％到105％，定义为“电压合格一”模式；当电压幅值为额定电压的100％到102.5％，定义为“电压合格二”模式；当电压幅值为额定电压的97.5％到100％，定义为“电压合格三
″
模式；当电压幅值为额定电压的95％到97.5％，定义为“电压合格一”模式，具体如图2所示。
[0053]
另一个实施例中，步骤s500包括如下步骤：
[0054]
s501：基于每个母线节点的实际电压和电压调节优化目标获取每个母线节点的电压偏差；
[0055]
该步骤中，假设t1时刻的机组发电方式为p1，节点1的实际电压为根据发电曲线知道下一时刻(t2时刻)的机组发电方式为p2，对应的监测节点1的实际电压为根据所获取的发电方式和节点的优化精确电压的对应关系，确定出下一时刻的电压调节优化目标u
1精
。以发电方式一和节点1为例，该对应关系可表示为：
[0056]
p
′
＝[p1，p2，，，pn]
→
u1＝[u1，u2，，，um]
[0057]
其中，p1为发电方式一，u1为对应于发电方式1的各母线节点的电压，um为第m个节点的电压。p为发电机的有功出力，pn为第n台发电机的发电量。该对应关系可描述为：当n台发电机的其中一种发电方式为[p1，p2，，，pn]，经过最优化潮流计算，得到网络中m个节点的电压精确目标为[u1，u2，，，um]。
[0058]
根据上述对应关系确定出下一时刻的电压调节优化目标u
1精
后，则基于节点1的实际电压和下一时刻的电压调节优化目标u
1精
即可获得节点1的电压偏差为：
[0059]
s502：基于每个母线节点的电压偏差获取每个母线节点的无功需求量；
[0060]
该步骤中，获取节点的电压偏差后，可根据无功-电压灵敏度矩阵获得节点的无功需求量，所述的无功-电压灵敏度矩阵如下所示：
[0061][0062]
其中，δq为需要调节的无功出力大小，b
nm
为节点的注入无功功率对该节点电压的电压一无功灵敏度系数，δu为节点实际电压和目标电压的偏差，n为发电机节点个数，m为电压控制节点个数。
[0063]
s503：基于每个母线节点的无功需求量调整节点无功出力。
[0064]
该步骤中，可根据每个节点发电机的自动励磁调节器，通过改变定值来自动调节发电机励磁电流进而调整发电机的输出无功大小。
[0065]
以上所有步骤构成了本公开的完整技术方案。传统的电网电压调节是根据电压变化连续调节的，实时计算潮流，计算工作量大、计算时间长、计算速度慢且需要专用的硬件，整体费用高。而本公开通过优化计算先得到较为精确的电压调节目标，再根据该目标通过查表查发电机出力对实际发电电压在一定范围内进行调节，硬件需求小，避免了传统调节方式对硬件实时计算速度和复杂度的要求。
[0066]
另一个实施例中，本公开还提供一种电压调节优化装置，包括：
[0067]
第一获取模块，用于获取发电机的发电模式；
[0068]
第二获取模块，用于根据发电机的发电模式获取电厂发电方式；
[0069]
第三获取模块，用于获取各母线节点在电厂发电方式下的电压调节优化目标；
[0070]
第四获取模块，用于获取各母线节点在电厂发电方式下的电压调节模式；
[0071]
调节模块，用于基于各母线节点的电压调节优化目标将各母线节点的实际电压在电压调节模式内进行调节。
[0072]
另一个实施例中，本公开还提供一种计算机介质，包括：
[0073]
存储器，用于存储多条计算机指令；
[0074]
处理器，用于执行计算机指令以实现如前任一所述的方法。
[0075]
上述对本技术中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本技术的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本技术保护范围之内的其它的技术方案。