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CN107959303B - 特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法 - Google Patents

特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法 Download PDF

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CN107959303B
CN107959303B CN201711236861.XA CN201711236861A CN107959303B CN 107959303 B CN107959303 B CN 107959303B CN 201711236861 A CN201711236861 A CN 201711236861A CN 107959303 B CN107959303 B CN 107959303B
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Abstract

本发明提出的特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。该方法在每个自动电压控制周期到来时，检查直流换流站是否处于单极或双极闭锁后的故障状态：若换流站处于故障状态，则对近区变电站进行紧急控制；若换流站处于正常运行状态，则判定换流站的运行趋势，针对换流站有功输送功率所处的不同时段，对近区变电站生成对应的控制策略。本方法实现了特高压和特高压近区变电站的协调控制，避免在换流站直流有功输送容量调整的过程中近区变电站内无功设备反复投切，及换流站无功设备频繁投切，提高了电网电压稳定性和电压质量。

Description

特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法
技术领域
本发明涉及一种特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，属于电力系统自动电压控制技术领域。
背景技术
自动电压控制(以下简称AVC，Automatic Voltage Control)系统是实现输电网安全(提高电压稳定裕度)、经济(降低网络损耗)、优质(提高电压合格率)运行的重要手段。AVC系统架构在电网能量管理系统(EMS)之上，能够利用输电网实时运行数据，从输电网全局优化的角度科学决策出最佳的无功电压调整方案，自动下发给电厂、变电站以及下级电网调度机构执行。孙宏斌、张伯明、郭庆来在《基于软分区的全局电压优化控制系统设计》(电力系统自动化,2003年，第27卷第8期，16-20页)中说明了大电网自动电压控制的体系结构。
AVC系统的主站部分是在电力系统控制中心基于软件实现的，其对输电网的电压控制策略主要有对电厂各发电机无功控制策略以及对变电站的无功设备控制策略2类。其中对电厂各发电机的无功控制策略，目前采用的主要方式是：调度中心的AVC主站系统通过无功优化计算得到电厂各机组的无功调节量后，通过数据通信通道向电厂的AVC子站系统发送，电厂的AVC子站接收到发电机无功调整量后，根据当前电厂内各台发电机的运行状态，采用步进方式调整发电机发出的无功功率，直到达到AVC主站下发的调整量。对变电站的无功设备控制策略为对无功补偿设备的投切指令，无功设备主要包括电容器和电抗器，当投入电容器或切除电抗器时，母线电压升高；当切除电容器或投入电抗器时，母线电压降低。AVC主站下发投入或切除无功设备的指令，变电站内的自动化监控系统根据接收的指令，找到无功设备所连接的断路器并合上或断开断路器，以完成无功设备的投入或切除。
随着我国电网特高压(1000kV)输电工程的建设，大电网之间越来越多通过特高压直流进行远距离输电。近年来已经有多条±800kV直流输电工程投入运行，单回直流线路可长距离输送的有功容量已经超过6GW。特高压直流输电工程中，换流器的运行总是伴随着无功功率的消耗。在稳定运行方式下，整流站吸收的无功功率一般为直流输出功率的30％～50％，逆变站吸收的无功功率则为直流输入功率的40％～60％。因此在换流站运行时，需要大量的无功补偿才能保证正常运行。传统的换流站无功补偿的手段是设置并联电容器和交流滤波器。一般在换流站配置多台滤波器和电容器，每台的无功容量为100～200MVAR，配置总容量应满足换流站最小和最大直流输送容量的要求，并以换流站与外部交流系统的无功交换为0作为运行目标。换流站的直流输送容量在一天的不同时间段并不相同，其按照预先制定的计划运行，不同的有功输送容量下其所需的无功补偿容量也不同，因此需要在换流站配置无功补偿的自动控制系统(RPC),根据直流输送容量自动投切滤波器和电容器。
刘刚、刘杰在《±660kV换流站无功控制与滤波器投切策略研究》(宁夏电力，2015年第4期，22-25页)中提出了一种比较典型的换流站RPC系统的控制策略，其主要考虑绝对最小滤波器容量限制控制、无功交换控制、最高电压限制、最大无功限制等控制策略，在正常情况下主要以无功交换控制为主，其主要策略是：换流站的直流系统与交流系统的无功功率交换值如果超过预设限值，RPC就会发出命令，投入或切除一个电容器或滤波器组。由于滤波器组不能频繁投切，需要采用滞回特性，滞回窗口的无功上下限幅值大于1/2最大电容器/滤波器组容量。配置RPC系统后，当换流站的直流输送增加时，RPC系统可以自动依次投入电容器/滤波器组，当换流站的直流输送减少时，RPC依次退出电容器/滤波器组。本控制方法只是在按照输送容量进行电容器/滤波器的投退，并没有纳入自动电压控制优化中。
随着近年来自动电压控制系统(AVC)在电网调度中心的广泛应用，电网中大量的变电站已经投入AVC自动控制，其中也包括特高压直流换流站相连接的近区电网中的变电站(近区变电站指对特高压站500kV母线灵敏度大于0.2的变电站)。由于换流站RPC系统和AVC系统和分别对换流站及周边变电站内无功设备进行控制，在运行中造成了换流站及近区电网的无功设备不协调的运行情况，主要体现在以下三个方面。第一，在换流站有功输容量调整期间，RPC系统根据换流站输送有功的增减逐步投切滤波器组和电容器，由于滤波器无功容量大，每次投切均会造成区域内电压的大幅波动，同时变电站在AVC控制下会追随其电压优化的控制目标，因此在换流站滤波(电容)器投入前电压偏低造成变电站投入电容器(或切除电抗器)，在换流站滤波(电容)器投入后电压偏高造成变电站切除电容器(或投入电抗器)，因此出现了在换流站直流有功输送容量调整的过程中近区变电站无功设备反复来回投切的现象，加剧了该区域的电压波动并影响变电站内无功设备的使用寿命。第二，在换流站有功输送容量调整完成、进入稳定运行后，由于AVC控制投切近区变电站的电容器、电抗器等，造成换流站电压变化，其与外部交流系统的无功交换可能出现越限并触发RPC投切换流站内的滤波器(电容器)，因此出现了AVC控制造成的换流站内滤波器(电容器)频繁投切的情现象，影响换流站的安全稳定运行。第三，当特高压换流站出现直流换流极单级闭锁或双极闭锁等异常故障后，由于故障过程中换流站的有功输送容量发生大幅变化，故障过程中站内滤波(电容)器的调节能力可能已经用尽，该区域电压在故障后可能出现大幅越限的情况，传统AVC中多采用固定周期(如5分钟)向换流站临近的变电站下发投切无功设备的控制指令，无法在尽量短的时间内校正该区域的母线电压越限。
综上所述，随着特高压直流输电工程的快速建设，以及电网自动电压控制系统的广泛应用，迫切需要解决特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制问题，以保证特高压直流输电的稳定可靠运行。
在特高压换流站的近区电网中，接入省级电网调度中心AVC自动控制的主要是500kV变电站，其变压器多配置无载调压的分接头，无法在运行时调节分接头档位，因此AVC的控制对象为变电站内主变低压侧的电容器、电抗器等无功设备。省级电网调度中心的AVC系统主要采用面向多目标的变电站控制策略，来实现对500kV变电站内无功设备自动控制。这种控制策略的其主要要点为：变电站的控制目标包括：1)各级母线电压合格；2)主网母线电压优化。其中1)指当变电站内主变高、中、低三侧任何母线出现电压越限时，需要投切电容器、电抗器等无功设备来消除越限；当1)的控制目标满足，即变电站内母线电压均合格时，考虑高压侧母线的电压优化目标，即当高压侧母线电压低于或高于优化目标值时，投切无功设备以使高压侧母线电压达到优化目标值附近。由于变电站内无功设备不能频繁投切，因此在检查高压侧母线电压低于或高于优化目标值时，需要考虑优化控制的死区参数，即判定母线电压低于优化目标值的判据为：
Vi real<Vi opt-Vi dead
判定母线电压高于优化目标值的判据为：
Vi real>Vi opt+Vi dead
其中，Vi real为母线i的电压量测值，Vi opt为母线i的电压优化目标值，Vi dead为人工设定的变电站母线i的电压优化控制死区参数，一般对500kV变电站，Vi dead＝2kV。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法。本方法实现了特高压和特高压近区变电站的协调控制，避免在换流站直流有功输送容量调整的过程中近区变电站内无功设备反复投切，及换流站无功设备频繁投切，提高了电网电压稳定性和电压质量。
本发明提出的一种特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)设定自动电压控制周期为Tc；
2)在每个自动电压控制周期到来时，记到来时刻为t0，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的单级闭锁信号和双极闭锁信号的遥信值以及其对应的变化时间，如果任意信号遥信值在最近的T0时段内发生变化，则对该换流站近区变电站进行紧急控制，进入步骤7)；否则进入步骤3)；
3)以当前t0时刻为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段的有功输送功率历史值，以及未来T2时段的有功输送功率计划值，对特高压直流换流站的运行趋势进行判定：如果判定该换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，则进入步骤4)；如果判定该换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，则进入步骤5)；否则判定该换流站有功输送功率处于平稳时段中，则进入步骤6)；
4)当换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，闭锁母线电压优化控制，然后进入步骤7)；
5)当换流站有功输送功率处于刚刚调整完成时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，并通过自动减小变电站母线电压优化死区参数以增加变电站对无功设备的投切控制，然后进入步骤7)；
6)当换流站有功输送功率处于平稳时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，在母线电压优化控制中读取换流站对外无功交换限值的约束条件，然后进入步骤7)；
7)在下一控制周期到来时，重新返回步骤2)，开始新一轮的控制计算。
本发明方法的特点及有益效果在于：
本发明提出一种特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，在每个自动电压控制周期到来时，首先检查直流换流站是否处于单极闭锁或双极闭锁后的故障状态，如果换流站处于故障状态则对近区变电站进行紧急控制，快速投切变电站内的无功设备以消除可能的电压越限；如果换流站处于正常运行状态下，检查当前换流站直流有功输送的变化趋势，针对有功输送功率正在调整或刚刚调整完成的不同时段，生成对应的近区变电站控制策略；如果换流站处于正常运行状态且有功输送潮流平稳情况下，读取直流换流站与外部无功交换的限值约束，生成合理的变电站控制策略，避免变电站的AVC控制触发换流站内的滤波器或电容器投切。本发明解决了现有方法中特高压直流换流站与近区变电站间无功设备动作，末考虑相互间的影响，容易造成设备频繁动作和电压不稳定的不足；本发明采用特高压直流换流站与近区变电站协调控制的方法，减少设备不合量动作及电压波动。采用本发明方法后，可以实现电网AVC与特高压直流换流站内无功控制系统的协调控制，有效保障特高压直流输电的安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明方法涉及的电网模型中特高压直流换流站以及特高压直流换流站近区变电站电网连接关系图。
图2是本发明方法的整体流程框图。
具体实施方式
本发明提出的特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，下面结合附图和具体实施例进一步详细说明如下。
本发明方法涉及的电网模型中，特高压直流换流站以及特高压直流换流站近区变电站电网连接关系如图1所示，在电网模型中特高压直流换流站A的换流侧，与变电站B有电气连接关系，即变电站B为特高压直流换流站的近区变电站.由于特高压直流换流站A与近区变电站B有电气连接关系，所以特高压直流换流站A中有功变化时，特高压直流换流站A站与近区变电站B之间的无功有相互影响，因此特高压直流换流站A与近区变电站B需要进行协调控制。
本发明提出的特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，整体流程如图2所示，包括以下步骤：
1)设定自动电压控制周期为Tc，本实施例取值Tc＝300秒(Tc可取值范围为30-3000秒，通常设为300秒)；
2)在每个自动电压控制周期到来时，记到来时刻为t0，本实施例设t0＝1511253600，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站(以下简称“换流站”)的单级闭锁信号和双极闭锁信号的遥信值以及其对应的变化时间，如果任意信号遥信值在最近的T0(本实施例设T0＝300秒，可取值范围为30-3000秒)时段内发生变化，则对该换流站近区变电站进行紧急控制，进入步骤7)；否则进入步骤3)；
3)以当前t0时刻为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段(可取值范围为30～86400秒，通常设为900秒)的有功输送功率历史值，以及未来T2时段(可取值范围为30～86400秒,通常设为900秒)的有功输送功率计划值，对特高压直流换流站的运行趋势进行判定：如果判定该换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，则进入步骤4)；如果判定该换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，则进入步骤5)；否则判定该换流站有功输送功率处于平稳时段中，则进入步骤6)；
4)当换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，闭锁母线电压优化控制，然后进入步骤7)；
5)当换流站有功输送功率处于刚刚调整完成时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，并通过自动减小变电站母线电压优化死区参数以增加变电站对无功设备的投切控制，然后进入步骤7)；
6)当换流站有功输送功率处于平稳时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，在母线电压优化控制中读取换流站对外无功交换限值的约束条件(取值范围为-3000`3000，通常取-200～200)，然后进入步骤7)；
7)在下一控制周期到来时，重新返回步骤2)，开始新一轮的控制计算。
所述步骤2)具体步骤如下：
2-1)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的单级闭锁信号的遥信值S1以及信号最近变化时间C1；
2-2)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的双级闭锁信号的遥信值S2以及信号最近变化时间C2；
2-3)判定下式是否成立：
(S1＝1)∨(t0-C1<T0)∨(S2＝1)∨(t0-C2<T0) (1)
若式(1)成立，则进入步骤2-4)，对该换流站近区变电站进行紧急控制；若式(1)不成立，则换流站处于正常运行状态，无需对近区变电站进行紧急控制，进入步骤2-5)；
2-4)检查换流站近区变电站内各级母线电压：如存在母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器(两者二选一)；若存在母线电压越上限，则切除电容器或投入电抗器(两者二选一)；然后将自动电压控制周期Tc修改为Tc′，Tc′为紧急控制下的自动电压控制周期，Tc′<Tc，进入步骤7)；
2-5)将AVC系统的自动电压控制周期恢复为Tc，进入步骤3)。
所述的步骤3)具体步骤如下：
3-1)以当前t0时刻为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段的有功功率输送历史值,记为
Figure BDA0001489148360000061
其中ti表示过去n个控制周期的整点时刻，
Figure BDA0001489148360000062
并判定过去T1时段直流输送功率变化趋势，具体步骤如下：
3-1-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA0001489148360000063
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA0001489148360000064
3-1-2)如果满足
Figure BDA0001489148360000071
则设置
Figure BDA0001489148360000072
进入步骤3-1-3)，其中
Figure BDA0001489148360000073
为预先给定的趋势判定功率门槛值(通常设置为100)，其意义为直流输送容量在单位控制周期内的变化量；如果满足
Figure BDA0001489148360000074
则设置
Figure BDA0001489148360000075
进入步骤3-1-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-1-3)；
3-1-3)设置i＝i+1，并判定：如果满足i<n，则重新返回步骤3-1-2)，否则进入步骤3-1-4)；
3-1-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA0001489148360000076
或
Figure BDA0001489148360000077
则判定直流输送容量在过去T1时段发生变化，标记历史直流输送容量变化状态
Figure BDA0001489148360000078
否则标记
Figure BDA0001489148360000079
其中
Figure BDA00014891483600000710
为直流趋势判定的计数器门槛值(通常设置为100)；
3-2)以当前t0时刻为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站未来T2时段的有功输送功率计划值，记为
Figure BDA00014891483600000711
其中fi表示未来m个控制周期的整点时刻，
Figure BDA00014891483600000712
并判定未来T2时段直流输送功率变化趋势是否发生变化，具体步骤如下：
3-2-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA00014891483600000713
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA00014891483600000714
3-2-2)如果满足
Figure BDA00014891483600000715
则设置
Figure BDA00014891483600000716
进入步骤3-2-3)；如果满足
Figure BDA00014891483600000717
则设置
Figure BDA00014891483600000718
进入步骤3-2-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-2-3)；
3-2-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i<m，则重新返回步骤3-2-2)，否则进入步骤3-2-4)；
3-2-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA00014891483600000719
或
Figure BDA00014891483600000720
判定直流输送容量在未来T2时段将发生变化，标记未来直流输送容量变化状态
Figure BDA00014891483600000721
否则标记
Figure BDA00014891483600000722
3-3)对当前换流站有功输送功率的状态进行判定，具体如下：
如果满足
Figure BDA00014891483600000723
则判定当前换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，进入步骤4)；
如果满足
Figure BDA00014891483600000724
则判定当前换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，进入步骤5)；
如果满足
Figure BDA00014891483600000725
则判定当前换流站有功输送功率处于平稳时段中，进入步骤6)。
所述步骤4)具体步骤如下：
4-1)检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况：如有母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器(两者二选一)，进入步骤7)；如有母线电压越上限，则切除电容器或投入电抗器(两者二选一)，进入步骤7)；如不存在越限情况，则进入步骤4-2)；
4-2)闭锁换流站近区变电站的母线电压优化控制计算，进入步骤7)。
所述步骤5)具体步骤如下：
5-1)检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况：如有母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器(两者二选一)，进入步骤7)；如有母线电压越上限，则生成切除电容器或投入电抗器(两者二选一)，进入步骤7)；如不存在越限情况，则进入步骤5-2)；
5-2)调整换流站近区变电站的母线i电压优化控制死区参数为：Vi dead′＝Vi dead/2，Vi dead为人工设定的变电站母线i的电压优化控制死区参数；
5-3)检查变电站母线电压：如果满足Vi real<Vi opt-Vi dead′，则投入电容器或切除电抗器；如果满足Vi real<Vi opt+Vi dead′，则切除电容器或投入电抗器；其中，Vi real为母线i的电压量测值，Vi opt为母线i的电压优化目标值；进入步骤7)。
所述步骤6)具体步骤如下：
6-1)检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况：如有母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器(两者二选一)，进入步骤7)；如有母线电压越上限，则切除电容器或投入电抗器(两者二选一)，进入步骤7)；如不存在越限情况，则进入步骤6-2)；
6-2)调整换流站近区变电站的母线i电压优化控制死区参数为：Vi dead′＝Vi dead，Vi dead为人工设定的变电站母线i电压优化控制死区参数；
6-3)从调度中心监控系统中读取特高压直流换流站与外部交流系统交换的无功容量
Figure BDA0001489148360000081
并根据其与预先设定的对外无功交换限值的比较结果，计算对变电站母线电压优化控制的约束条件，具体如下：
6-3-1)设置变电站母线i电压优化控制增无功闭锁标志
Figure BDA0001489148360000082
变电站母线i电压优化控制减无功闭锁标志
Figure BDA0001489148360000083
6-3-2)设
Figure BDA0001489148360000084
为预先设定的换流站与外部交流系统交换的无功容量上限值，
Figure BDA0001489148360000085
为预先设定的换流站与外部交流系统交换的无功容量下限值,
Figure BDA0001489148360000086
为无功判定死区；如果满足：
Figure BDA0001489148360000087
则设置增无功闭锁标志：
Figure BDA0001489148360000088
否则如果满足：
Figure BDA0001489148360000089
则设置减无功闭锁标志：
Figure BDA00014891483600000810
6-3-4)如果满足
Figure BDA0001489148360000091
则投入电容器或切除电抗器；如果满足
Figure BDA0001489148360000092
则切除电容器或投入电抗器；否则不进行优化控制；进入步骤7)。
本发明提出的特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，下面结合实施例进一下详细说明如下。
情况1：近区变电站进行紧急控制；
本发明提出的特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，包括以下步骤：
1)设定自动电压控制周期为Tc＝300秒；
2)在每个自动电压控制周期到来时，记到来时刻为t0，本实施例设t0＝1511253600，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站(以下简称“换流站”)的单级闭锁信号和双极闭锁信号的遥信值以及其对应的变化时间，如果任意信号遥信值在最近的T0(本实施例设T0＝300秒)时段内发生变化，则对该换流站近区变电站进行紧急控制，进入步骤7)；否则进入步骤3)；具体步骤如下：
2-1)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站A的单级闭锁信号的遥信值S1＝1以及信号最近变化时间C1＝1511253400；
2-2)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的双级闭锁信号的遥信值S2＝0以及信号最近变化时间C2＝0；
2-3)判定下式是否成立：
(S1＝1)∨(t0-C1<T0)∨(S2＝1)∨(t0-C2<T0) (1)
若式(1)成立，则进入步骤2-4)，对该换流站近区变电站进行紧急控制；若式(1)不成立，则无需对近区变电站进行紧急控制，进入步骤2-5)；
本实施例中，S1＝1且t0-C1＝200,这两个条件满足式(1)，式(1)成立，触发AVC系统进行换流站A近区变电站的紧急控制，进入步骤2-4)。
2-2-4)检查换流站近区变电站内各级母线电压：如存在母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器(两者二选一)；若存在母线电压越上限，则切除电容器或投入电抗器(两者二选一)；然后将自动电压控制周期Tc修改为Tc′，Tc′为紧急控制下的自动电压控制周期，Tc′<Tc，进入步骤7)；
本实施例中，AVC系统检查换流站A近区变电站B各级母线电压及越限情况，统计如下表1所示；
表1-变电站B各级母线电压情况统计表
500kV母线电压(kV) 220kV母线电压(kV) 35kV电压(kV)
上限值 523.0 232.0 38.0
下限值 515.0 223.0 33.0
实测值 523.96 227.13 34.93
是否越限 是 否 否
如表1所示，变电站B500kV母线电压523.96越上限523，AVC系统对变电站B进行切除电容器(投入电抗器)。
将AVC系统的自动电压控制周期修改为Tc′,Tc′＝100，Tc′<Tc，进入步骤7)；
7)在下一控制周期到来时，重新返回步骤2)，开始新一轮的控制计算。
情况2：特高压换流站处于正常运行状态，有功输送功率处于正在调整的时段中：
2)在每个自动电压控制周期到来时，记到来时刻为t0，本实施例设t0＝1511253900，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站(以下简称“换流站”)的单级闭锁信号和双极闭锁信号的遥信值以及其对应的变化时间，如果任意信号遥信值在最近的T0(本实施例设T0＝300秒)时段内发生变化，则对该换流站近区变电站进行紧急控制，进入步骤7)；否则进入步骤3)；具体步骤如下：
2-1)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站A的单级闭锁信号的遥信值S1＝0以及信号最近变化时间C1＝1511253400；
2-2)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的双级闭锁信号的遥信值S2＝0以及信号最近变化时间C2＝0；
2-3)判定下式是否成立：
(S1＝1)∨(t0-C1<T0)∨(S2＝1)∨(t0-C2<T0) (1)
若式(1)成立，则进入步骤2-4)，对该换流站近区变电站进行紧急控制；若式(1)不成立，则无需对近区变电站进行紧急控制，进入步骤2-5)；
本实施例中，式(1)不成立，则进入步骤2-5)；
2-5)将AVC系统的自动电压控制周期恢复为Tc，Tc＝300秒，进入步骤3)。
3)以当前t0时刻t0＝1511253900为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段(设T1＝900秒)的有功输送功率历史值，以及未来T2时段(设T2＝900秒)的有功输送功率计划值，对特高压直流换流站的运行趋势进行判定：如果判定该换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，则进入步骤4)；如果判定该换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，则进入步骤5)；否则判定该换流站有功输送功率处于平稳时段中，则进入步骤6)；具体步骤如下：
3-1)以当前t0时刻为基准(t0＝1511253900)，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站A过去T1时段(T1＝900秒)的有功功率输送历史值,记为
Figure BDA0001489148360000111
其中ti表示过去n个控制周期的整点时刻，
Figure BDA0001489148360000112
则
Figure BDA0001489148360000113
并判定过去T1时段直流输送功率变化趋势，具体步骤如下：
3-1-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA0001489148360000114
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA0001489148360000115
3-1-2)如果满足
Figure BDA0001489148360000116
则设置
Figure BDA0001489148360000117
进入步骤3-1-3)，其中
Figure BDA0001489148360000118
为预先给定的趋势判定功率门槛值(本实施例为100)；如果满足
Figure BDA0001489148360000119
则设置
Figure BDA00014891483600001110
进入步骤3-1-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-1-3)；
3-1-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i<n，则重新返回步骤3-1-2)，否则进入步骤3-1-4)；
3-1-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA00014891483600001111
或
Figure BDA00014891483600001112
则判定直流输送容量在过去T1时段发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001113
否则标记
Figure BDA00014891483600001114
其中
Figure BDA00014891483600001115
为直流趋势判定的计数器门槛值(通常设置为100)；
本实施例中，初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA00014891483600001116
减少计数器
Figure BDA00014891483600001117
其中
Figure BDA00014891483600001118
满足
Figure BDA00014891483600001119
则
Figure BDA00014891483600001120
不满足
Figure BDA00014891483600001121
满足
Figure BDA00014891483600001122
则
Figure BDA00014891483600001123
不满足：
Figure BDA00014891483600001124
则
Figure BDA00014891483600001125
为直流趋势判定的计数器门槛值，设
Figure BDA00014891483600001126
由于
Figure BDA00014891483600001127
其中
Figure BDA00014891483600001128
满足
Figure BDA00014891483600001129
则判定直流输送容量在过去T1时段发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001130
3-2)以当前t0时刻(t0＝1511253900)为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站未来T2时段的有功输送功率计划值，记为
Figure BDA00014891483600001131
其中fi表示未来m个控制周期的整点时刻，
Figure BDA0001489148360000121
则
Figure BDA0001489148360000122
并判定未来T2时段直流输送功率变化趋势是否发生变化，具体步骤如下：
3-2-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA0001489148360000123
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA0001489148360000124
3-2-2)如果满足
Figure BDA0001489148360000125
则设置
Figure BDA0001489148360000126
进入步骤3-2-3)；如果满足
Figure BDA0001489148360000127
则设置
Figure BDA0001489148360000128
进入步骤3-2-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-2-3)；
3-2-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i<m，则重新返回步骤3-2-2)，否则进入步骤3-2-4)；
3-2-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA0001489148360000129
或
Figure BDA00014891483600001210
判定直流输送容量在未来T2时段将发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001211
否则标记
Figure BDA00014891483600001212
本实施例中，初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA00014891483600001213
减少计数器
Figure BDA00014891483600001214
其中
Figure BDA00014891483600001215
满足
Figure BDA00014891483600001216
则
Figure BDA00014891483600001217
不满足：
Figure BDA00014891483600001218
则设置
Figure BDA00014891483600001219
满足
Figure BDA00014891483600001220
则
Figure BDA00014891483600001221
不满足：
Figure BDA00014891483600001222
则
Figure BDA00014891483600001223
由于
Figure BDA00014891483600001224
其中
Figure BDA00014891483600001225
满足
Figure BDA00014891483600001226
则判定直流输送容量在未来T2时段将发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001227
3-3)对当前换流站有功输送功率的状态进行判定，具体如下：
如果满足
Figure BDA00014891483600001228
则判定当前换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，进入步骤4)；
如果满足
Figure BDA00014891483600001229
则判定当前换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，进入步骤5)；
如果满足
Figure BDA00014891483600001230
则判定当前换流站有功输送功率处于平稳时段中，进入步骤6)。
本实施例满足
Figure BDA00014891483600001231
则判定当前换流站A有功输送功率处于正在调整的时段中，进入步骤4)；
4)当换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，近区变电站无功设备控制方法为：计算变电站内消除电压越限，闭锁母线电压优化控制，然后进入步骤7)；
本实施例中，具体步骤如下：
4-1)检查换流站A近区变电站B各级母线电压及越限情况，统计如下表2所示；
表2变电站B各级母线电压情况统计表
500kV母线电压(kV) 220kV母线电压(kV) 35kV电压(kV)
上限值 523.0 232.0 38.0
下限值 515.0 223.0 33.0
实测值 518.3 227.5 35.93
是否越限 否 否 否
如上表2所示，变电站B各级母线都有没有越限，AVC系统不生成B站消除越限的策略，进入步骤4-2)；
4-2)闭锁换流站A近区变电站B的母线电压优化控制计算，进入步骤7)；
7)在下一控制周期到来时，重新返回步骤2)，开始新一轮的控制计算。
情况3：特高压换流站处于正常运行状态，特高压换流站有功输送容量处于刚刚调整完成的时段中,：
2)在每个自动电压控制周期到来时，记到来时刻为t0，本实施例设t0＝1511264800，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站(以下简称“换流站”)的单级闭锁信号和双极闭锁信号的遥信值以及其对应的变化时间，如果任意信号遥信值在最近的T0(本实施例设T0＝300秒)时段内发生变化，则对该换流站近区变电站进行紧急控制，进入步骤7)；否则进入步骤3)；具体步骤如下：
2-1)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站A的单级闭锁信号的遥信值S1＝0以及信号最近变化时间C1＝1511253400；
2-2)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的双级闭锁信号的遥信值S2＝0以及信号最近变化时间C2＝0；
2-3)判定下式是否成立：
(S1＝1)∨(t0-C1<T0)∨(S2＝1)∨(t0-C2<T0) (1)
若式(1)成立，则进入步骤2-4)，对该换流站近区变电站进行紧急控制；若式(1)不成立，则无需对近区变电站进行紧急控制，进入步骤2-5)；
本实施例中，式(1)不成立，则进入步骤2-5)；
2-5)将AVC系统的自动电压控制周期恢复为Tc，Tc＝300秒，进入步骤3)。
3)以当前t0时刻t0＝1511264800为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段(设T1＝900秒)的有功输送功率历史值，以及未来T2时段(设T2＝900秒)的有功输送功率计划值，对特高压直流换流站的运行趋势进行判定：如果判定该换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，则进入步骤4)；如果判定该换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，则进入步骤5)；否则判定该换流站有功输送功率处于平稳时段中，则进入步骤6)；具体步骤如下：
3-1)以当前t0时刻为基准(t0＝1511264800)，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站A过去T1时段(T1＝900秒)的有功功率输送历史值,记为
Figure BDA0001489148360000141
其中ti表示过去n个控制周期的整点时刻，
Figure BDA0001489148360000142
则
Figure BDA0001489148360000143
并判定过去T1时段直流输送功率变化趋势，具体步骤如下：
3-1-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA0001489148360000144
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA0001489148360000145
3-1-2)如果满足
Figure BDA0001489148360000146
则设置
Figure BDA0001489148360000147
进入步骤3-1-3)，其中
Figure BDA0001489148360000148
为预先给定的趋势判定功率门槛值(本实施例为100)；如果满足
Figure BDA0001489148360000149
则设置
Figure BDA00014891483600001410
进入步骤3-1-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-1-3)；
3-1-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i<n，则重新返回步骤3-1-2)，否则进入步骤3-1-4)；
3-1-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA00014891483600001411
或
Figure BDA00014891483600001412
则判定直流输送容量在过去T1时段发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001413
否则标记
Figure BDA00014891483600001414
其中
Figure BDA00014891483600001415
为直流趋势判定的计数器门槛值(通常设置为100)；
本实施例中，初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA00014891483600001416
减少计数器
Figure BDA00014891483600001417
其中
Figure BDA00014891483600001418
不满足
Figure BDA00014891483600001419
则
Figure BDA00014891483600001420
满足
Figure BDA00014891483600001421
则
Figure BDA00014891483600001422
不满足
Figure BDA00014891483600001423
则
Figure BDA00014891483600001424
满足：
Figure BDA00014891483600001425
则
Figure BDA00014891483600001426
为直流趋势判定的计数器门槛值，设
Figure BDA00014891483600001427
由于
Figure BDA00014891483600001428
其中
Figure BDA00014891483600001429
满足
Figure BDA00014891483600001430
则判定直流输送容量在过去T1时段发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001431
3-2)以当前t0时刻(t0＝t0＝1511264800)为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站未来T2时段的有功输送功率计划值，记为
Figure BDA00014891483600001432
其中fi表示未来m个控制周期的整点时刻，
Figure BDA0001489148360000151
则
Figure BDA0001489148360000152
并判定未来T2时段直流输送功率变化趋势是否发生变化，具体步骤如下：
3-2-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA0001489148360000153
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA0001489148360000154
3-2-2)如果满足
Figure BDA0001489148360000155
则设置
Figure BDA0001489148360000156
进入步骤3-2-3)；如果满足
Figure BDA0001489148360000157
则设置
Figure BDA0001489148360000158
进入步骤3-2-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-2-3)；
3-2-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i<m，则重新返回步骤3-2-2)，否则进入步骤3-2-4)；
3-2-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA0001489148360000159
或
Figure BDA00014891483600001510
判定直流输送容量在未来T2时段将发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001511
否则标记
Figure BDA00014891483600001512
本实施例中，初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA00014891483600001513
减少计数器
Figure BDA00014891483600001514
其中
Figure BDA00014891483600001515
不满足
Figure BDA00014891483600001516
则
Figure BDA00014891483600001517
不满足：
Figure BDA00014891483600001518
则设置
Figure BDA00014891483600001519
不满足
Figure BDA00014891483600001520
则
Figure BDA00014891483600001521
不满足：
Figure BDA00014891483600001522
则
Figure BDA00014891483600001523
由于
Figure BDA00014891483600001524
不满足
Figure BDA00014891483600001525
或
Figure BDA00014891483600001526
则判定直流输送容量在未来T2时段将不会发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001527
3-3)对当前换流站有功输送功率的状态进行判定，具体如下：
如果满足
Figure BDA00014891483600001528
则判定当前换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，进入步骤4)；
如果满足
Figure BDA00014891483600001529
则判定当前换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，进入步骤5)；
如果满足
Figure BDA00014891483600001530
则判定当前换流站有功输送功率处于平稳时段中，进入步骤6)。
本实施例中，满足
Figure BDA00014891483600001531
则判定当前换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，进入步骤5)；
5)当换流站有功输送功率处于刚刚调整完成时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，并通过自动减小变电站母线电压优化死区参数以增加变电站对无功设备的投切控制，然后进入步骤7)；本实施例具体步骤如下：
5-1)检查换流站A近区变电站B各级母线电压及越限情况，统计如下表所示；
表3变电站B各级母线电压情况统计表
500kV母线电压(kV) 220kV母线电压(kV) 35kV电压(kV)
上限值 523.0 232.0 38.0
下限值 515.0 223.0 33.0
实测值 519.8 227.9 35.16
是否越限 否 否 否
如表3所示，变电站B各级母线都有没有越限，AVC系统不生成B站消除越限的策略，进入步骤5-2)；5-2)Vi dead为人工设定的变电站母线i电压优化控制死区参数,设Vi dead＝2kV。调整换流站A近区变电站B的母线电压优化控制死区参数为：Vi dead′＝Vi dead/2＝1kV；5-3)检查变电站母线电压，设500kV母线Vi opt＝521则Vi opt-Vi dead′＝520,Vi real＝519.8满足Vi real<Vi opt-Vi dead′，则AVC系统生成投入电容器(切除电抗器)的策略。
7)在下一控制周期到来时，重新返回步骤2)，开始新一轮控制的计算。
情况4特高压换流站有功输送容量处于时段中：
2)在每个自动电压控制周期到来时，记到来时刻为t0，本实施例设t0＝1511275800，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站(以下简称“换流站”)的单级闭锁信号和双极闭锁信号的遥信值以及其对应的变化时间，如果任意信号遥信值在最近的T0(本实施例设T0＝300秒)时段内发生变化，则对该换流站近区变电站进行紧急控制，进入步骤7)；否则进入步骤3)；具体步骤如下：
2-1)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站A的单级闭锁信号的遥信值S1＝0以及信号最近变化时间C1＝1511253400；
2-2)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的双级闭锁信号的遥信值S2＝0以及信号最近变化时间C2＝0；
2-3)判定下式是否成立：
(S1＝1)∨(t0-C1<T0)∨(S2＝1)∨(t0-C2<T0) (1)
若式(1)成立，则进入步骤2-4)，对该换流站近区变电站进行紧急控制；若式(1)不成立，则无需对近区变电站进行紧急控制，进入步骤2-5)；
本实施例中，式(1)不成立，则进入步骤2-5)；
2-5)将AVC系统的自动电压控制周期恢复为Tc，Tc＝300秒，进入步骤3)。
3)以当前t0时刻t0＝1511275800为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段(设T1＝900秒)的有功输送功率历史值，以及未来T2时段(设T2＝900秒)的有功输送功率计划值，对特高压直流换流站的运行趋势进行判定：如果判定该换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，则进入步骤4)；如果判定该换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，则进入步骤5)；否则判定该换流站有功输送功率处于平稳时段中，则进入步骤6)；具体步骤如下：
3-1)以当前t0时刻为基准(t0＝1511275800)，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站A过去T1时段(T1＝900秒)的有功功率输送历史值,记为
Figure BDA0001489148360000171
其中ti表示过去n个控制周期的整点时刻，
Figure BDA0001489148360000172
则
Figure BDA0001489148360000173
并判定过去T1时段直流输送功率变化趋势，具体步骤如下：
3-1-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA0001489148360000174
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA0001489148360000175
3-1-2)如果满足
Figure BDA0001489148360000176
则设置
Figure BDA0001489148360000177
进入步骤3-1-3)，其中
Figure BDA0001489148360000178
为预先给定的趋势判定功率门槛值(本实施例为100)；如果满足
Figure BDA0001489148360000179
则设置
Figure BDA00014891483600001710
进入步骤3-1-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-1-3)；
3-1-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i<n，则重新返回步骤3-1-2)，否则进入步骤3-1-4)；
3-1-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA00014891483600001711
或
Figure BDA00014891483600001712
则判定直流输送容量在过去T1时段发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001713
否则标记
Figure BDA00014891483600001714
其中
Figure BDA00014891483600001715
为直流趋势判定的计数器门槛值(通常设置为100)；
本实施例中，初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA00014891483600001716
减少计数器
Figure BDA00014891483600001717
其中
Figure BDA00014891483600001718
不满足
Figure BDA00014891483600001719
则
Figure BDA00014891483600001720
不满足
Figure BDA00014891483600001721
则
Figure BDA00014891483600001722
不满足
Figure BDA00014891483600001723
则
Figure BDA00014891483600001724
不满足：
Figure BDA00014891483600001725
则
Figure BDA00014891483600001726
设
Figure BDA00014891483600001727
由于
Figure BDA00014891483600001728
不满足
Figure BDA00014891483600001729
或
Figure BDA00014891483600001730
则判定直流输送容量在过去T1时段没有发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001731
3-2)以当前t0时刻(t0＝t0＝1511275800)为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站未来T2时段的有功输送功率计划值，记为
Figure BDA00014891483600001732
其中fi表示未来m个控制周期的整点时刻，
Figure BDA0001489148360000181
则
Figure BDA0001489148360000182
并判定未来T2时段直流输送功率变化趋势是否发生变化，具体步骤如下：
3-2-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA0001489148360000183
直流输送趋势减少计数器
Figure BDA0001489148360000184
3-2-2)如果满足
Figure BDA0001489148360000185
则设置
Figure BDA0001489148360000186
进入步骤3-2-3)；如果满足
Figure BDA0001489148360000187
则设置
Figure BDA0001489148360000188
进入步骤3-2-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-2-3)；
3-2-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i<m，则重新返回步骤3-2-2)，否则进入步骤3-2-4)；
3-2-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure BDA0001489148360000189
或
Figure BDA00014891483600001810
判定直流输送容量在未来T2时段将发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001811
否则标记
Figure BDA00014891483600001812
本实施例中，初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure BDA00014891483600001813
减少计数器
Figure BDA00014891483600001814
其中
Figure BDA00014891483600001815
不满足
Figure BDA00014891483600001816
则
Figure BDA00014891483600001817
不满足：
Figure BDA00014891483600001818
则设置
Figure BDA00014891483600001819
不满足
Figure BDA00014891483600001820
则
Figure BDA00014891483600001821
不满足：
Figure BDA00014891483600001822
则
Figure BDA00014891483600001823
由于
Figure BDA00014891483600001824
不满足
Figure BDA00014891483600001825
或
Figure BDA00014891483600001826
则判定直流输送容量在未来T2时段将不会发生变化，标记
Figure BDA00014891483600001827
3-3)对当前换流站有功输送功率的状态进行判定，具体如下：
如果满足
Figure BDA00014891483600001828
则判定当前换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，进入步骤4)；
如果满足
Figure BDA00014891483600001829
则判定当前换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，进入步骤5)；
如果满足
Figure BDA00014891483600001830
则判定当前换流站有功输送功率处于平稳时段中，进入步骤6)。
本实施例中，满足
Figure BDA00014891483600001831
则判定当前换流站有功输送功率处于平稳时段中，进入步骤6)；
6)当换流站有功输送功率处于平稳时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，在母线电压优化控制中读取换流站对外无功交换限值的约束条件(取值范围为-3000～3000,通常取-200～200)，然后进入步骤7)；本实施例具体步骤如下：
6-1)检查换流站A近区变电站B各级母线电压及越限情况，统计如下表所示；
表4变电站B各级母线电压情况统计表
500kV母线电压(kV) 220kV母线电压(kV) 35kV电压(kV)
上限值 523.0 232.0 38.0
下限值 515.0 223.0 33.0
实测值 518.3 228.1 35.67
是否越限 否 否 否
如上表4所示，变电站B各级母线都有没有越限，AVC系统不生成B站消除越限的的策略，进入步骤6-2)；
6-2)调整换流站近区变电站的母线i电压优化控制死区参数为Vi dead′＝Vi dead，Vi dead为人工设定的变电站母线i电压优化控制死区参数；本实施例中，设Vi dead＝2kV，调整换流站A近区变电站B的母线电压优化控制死区参数为：Vi dead′＝Vi dead＝2kV；
6-3)从调度中心监控系统中读取特高压直流换流站A与外部交流系统交换的无功容量
Figure BDA0001489148360000191
并根据其与预先设定的无功交换定值的比较结果，计算对变电站B母线电压优化控制的约束，如下:
6-3-1)设置变电站母线电压优化控制增无功闭锁标志
Figure BDA0001489148360000192
减无功闭锁标志
Figure BDA0001489148360000193
6-3-2)
Figure BDA0001489148360000194
为预先设定的换流站A与外部交流系统交换的无功容量上限值，
Figure BDA0001489148360000195
为预先设定的换流站A与外部交流系统交换的无功容量下限值，
Figure BDA0001489148360000196
为无功判定死区。设
Figure BDA0001489148360000197
6-3-3)
Figure BDA0001489148360000198
则满足
Figure BDA0001489148360000199
则设置增无功闭锁标志：
Figure BDA00014891483600001910
(此时AVC认为不能再增加无功了，所以优化策略是不执行的)。
6-3-4)
Figure BDA00014891483600001911
设Vi opt＝521则Vi opt-Vi dead′＝519，Vi real＝518.3，满足Vi real<Vi opt-Vi dead，但不满足
Figure BDA00014891483600001912
变电站B不生成500kV母线优化策略。
7)在下一控制周期到来时，重新返回步骤2)，开始新一轮控制的计算。

Claims (4)

1.一种特高压直流换流站与近区变电站的无功电压协调控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)设定自动电压控制周期为Tc；
2)在每个自动电压控制周期到来时，记到来时刻为t0，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的单级闭锁信号和双极闭锁信号的遥信值以及其对应的变化时间，如果任意信号遥信值在最近的T0时段内发生变化，则对该换流站近区变电站进行紧急控制，进入步骤7)；否则进入步骤3)；具体步骤如下：
2-1)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的单级闭锁信号的遥信值S1以及信号最近变化时间C1；
2-2)在t0时刻，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站的双级闭锁信号的遥信值S2以及信号最近变化时间C2；
2-3)判定下式是否成立：
(S1＝1)∨(t0-C1＜T0)∨(S2＝1)∨(t0-C2＜T0) (1)
若式(1)成立，则进入步骤2-4)，对该换流站近区变电站进行紧急控制；若式(1)不成立，则进入步骤2-5)；
2-4)检查换流站近区变电站内各级母线电压：如存在母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器；若存在母线电压越上限，则切除电容器或投入电抗器；然后将自动电压控制周期Tc修改为Tc′，Tc′为紧急控制下的自动电压控制周期,Tc′＜Tc，进入步骤7)；
2-5)将自动电压控制周期恢复为Tc，进入步骤3)；
3)以当前t0时刻为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段的有功输送功率历史值，以及未来T2时段的有功输送功率计划值，对特高压直流换流站的运行趋势进行判定：如果判定该换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，则进入步骤4)；如果判定该换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，则进入步骤5)；否则判定该换流站有功输送功率处于平稳时段中，则进入步骤6)；具体步骤如下：
3-1)以当前t0时刻为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站过去T1时段的有功功率输送历史值,记为
Figure FDA0002425761150000011
其中ti表示过去n个控制周期的整点时刻，
Figure FDA0002425761150000012
并判定过去T1时段直流输送功率变化趋势，具体步骤如下：
3-1-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure FDA0002425761150000013
直流输送趋势减少计数器
Figure FDA0002425761150000021
3-1-2)如果满足
Figure FDA0002425761150000022
则设置
Figure FDA0002425761150000023
进入步骤3-1-3)，其中
Figure FDA0002425761150000024
为预先给定的趋势判定功率门槛值；如果满足
Figure FDA0002425761150000025
则设置
Figure FDA0002425761150000026
进入步骤3-1-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-1-3)；
3-1-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i＜n，则重新返回步骤3-1-2)，否则进入步骤3-1-4)；
3-1-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure FDA0002425761150000027
或
Figure FDA0002425761150000028
则判定直流输送容量在过去T1时段发生变化，标记历史直流输送容量变化状态
Figure FDA0002425761150000029
否则标记
Figure FDA00024257611500000210
其中
Figure FDA00024257611500000211
为直流趋势判定的计数器门槛值；
3-2)以当前t0时刻为基准，从电网调度中心调度监控系统中读取特高压直流换流站未来T2时段的有功输送功率计划值，记为
Figure FDA00024257611500000212
其中fi表示未来m个控制周期的整点时刻，
Figure FDA00024257611500000213
并判定未来T2时段直流输送功率变化趋势是否发生变化，具体步骤如下：
3-2-1)初始化i＝1，设置直流输送趋势增加计数器
Figure FDA00024257611500000214
直流输送趋势减少计数器
Figure FDA00024257611500000215
3-2-2)如果满足
Figure FDA00024257611500000216
则设置
Figure FDA00024257611500000217
进入步骤3-2-3)；如果满足
Figure FDA00024257611500000218
则设置
Figure FDA00024257611500000219
进入步骤3-2-3)；如果以上两种情况均不满足，则两个计数器的数值均保持不变，进入步骤3-2-3)；
3-2-3)设置i＝i+1,并判定：如果满足i＜m，则重新返回步骤3-2-2)，否则进入步骤3-2-4)；
3-2-4)对计数器的数值进行判定：如果满足
Figure FDA00024257611500000220
或
Figure FDA00024257611500000221
判定直流输送容量在未来T2时段将发生变化，标记未来直流输送容量变化状态
Figure FDA00024257611500000222
否则标记
Figure FDA00024257611500000223
3-3)对当前换流站有功输送功率的状态进行判定，具体如下：
如果满足
Figure FDA00024257611500000224
则判定当前换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，进入步骤4)；
如果满足
Figure FDA00024257611500000225
则判定当前换流站有功输送功率处于刚刚调整完成的时段中，进入步骤5)；
如果满足
Figure FDA00024257611500000226
则判定当前换流站有功输送功率处于平稳时段中，进入步骤6)；4)当换流站有功输送功率处于正在调整的时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，闭锁母线电压优化控制，然后进入步骤7)；
5)当换流站有功输送功率处于刚刚调整完成时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，并通过自动减小变电站母线电压优化死区参数以增加变电站对无功设备的投切控制，然后进入步骤7)；
6)当换流站有功输送功率处于平稳时段中，近区变电站无功设备控制方法为：检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况，消除电压越限，进行母线电压优化控制，在母线电压优化控制中读取换流站对外无功交换限值的约束条件，然后进入步骤7)；
7)在下一控制周期到来时，重新返回步骤2)，开始新一轮的控制计算。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤4)具体步骤如下：
4-1)检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况：如有母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器，进入步骤7)；如有母线电压越上限，则切除电容器或投入电抗器，进入步骤7)；如不存在越限情况，则进入步骤4-2)；
4-2)闭锁换流站近区变电站的母线电压优化控制计算，进入步骤7)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤5)具体步骤如下：
5-1)检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况：如有母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器，进入步骤7)；如有母线电压越上限，则生成切除电容器或投入电抗器，进入步骤7)；如不存在越限情况，则进入步骤5-2)；
5-2)调整换流站近区变电站的母线i电压优化控制死区参数为：Vi dead′＝Vi dead/2，Vi dead为人工设定的变电站母线i的电压优化控制死区参数；
5-3)检查变电站母线电压：如果满足Vi real＜Vi opt-Vi dead′，则投入电容器或切除电抗器；如果满足Vi real＜Vi opt+Vi dead′，则切除电容器或投入电抗器；其中，Vi real为母线i的电压量测值，Vi opt为母线i的电压优化目标值；进入步骤7)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤6)具体步骤如下：
6-1)检查换流站近区变电站内各级母线电压及越限情况：如有母线电压越下限，则投入电容器或切除电抗器，进入步骤7)；如有母线电压越上限，则切除电容器或投入电抗器，进入步骤7)；如不存在越限情况，则进入步骤6-2)；
6-2)调整换流站近区变电站的母线i电压优化控制死区参数为：Vi dead′＝Vi dead，Vi dead为人工设定的变电站母线i电压优化控制死区参数；
6-3)从调度中心监控系统中读取特高压直流换流站与外部交流系统交换的无功容量
Figure FDA0002425761150000041
并根据其与预先设定的对外无功交换限值的比较结果，计算对变电站母线电压优化控制的约束条件，具体如下：
6-3-1)设置变电站母线i电压优化控制增无功闭锁标志
Figure FDA0002425761150000042
变电站母线i电压优化控制减无功闭锁标志
Figure FDA0002425761150000043
6-3-2)设
Figure FDA0002425761150000044
为预先设定的换流站与外部交流系统交换的无功容量上限值，
Figure FDA0002425761150000045
为预先设定的换流站与外部交流系统交换的无功容量下限值,
Figure FDA0002425761150000046
为无功判定死区；如果满足：
Figure FDA0002425761150000047
则设置
Figure FDA0002425761150000048
否则如果满足：
Figure FDA0002425761150000049
则设置
Figure FDA00024257611500000410
6-3-4)如果满足
Figure FDA00024257611500000411
则投入电容器或切除电抗器；如果满足
Figure FDA00024257611500000412
则切除电容器或投入电抗器；否则不进行优化控制；进入步骤7)；其中，Vi real为母线i的电压量测值，Vi opt为母线i的电压优化目标值。
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