自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系.pdf

第４４卷第１３期２０１６年７月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶｏ１．４４Ｎｏ．１３Ｊｕ１．１，２０１６ＤＯＩ：１０．７６６７／ＰＳＰＣ１５１３３４自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系林捷，王云柳２黄辉，陈少怀，蔡安铭（１．广东电网有限责任公司汕头供电局，广东汕头５１５０４１；２．输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验（重庆大学），重庆４０００４４）摘要：为从电压无功协调控制角度评估地区电网的电压无功运行状态，并量化造成运行状态不佳的原因，针对采用自动电压控制的地区电网，提出了一套电压无功运行状态评估指标体系。该指标体系以电网实际量测值为基础数据，基于地区电网的电压无功考核标准和控制策略，构建出三类评估指标：区域电源母线电压合格程度及其不合格原因评估指标、区域关口无功合格程度及其不合格原因评估指标、区域负荷无功平衡程度及其不平衡原因评估指标。通过对广东汕头地区电网的电压无功运行状态进行评估，验证了所提指标的正确性和有效性。所得结果可为地区电网运行参数设置、控制策略优化和无功补偿设备配置提供建议。关键词：地区电网；自动电压控制；电压无功控制；协调性；评估指标ＡｎｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｖｏｌｔａｇｅａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄｕｎｄｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌＬＩＮＪｉｅｌ，ＷＡＮＧＹｕｎｌｉｕ２，ＨＵＡＮＧＨｕｉ１，ＣＨＥＮＳｈａｏｈｕａｉ１，ＣＡＩＡｎｍｉｎｇ１（１．ＳｈａｎｔｏｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕ，ＣｈｉｎａＳｏｕｔｈｅｍＰｏｗｅｒＧｒｉｄ，Ｓｈａｎｔｏｕ５１５０４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ＆ＳｙｓｔｅｍＳｅｃｕｒｉｔｙａｎｄＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄｉｎｔｈｅｓｉｇｈｔｏｆｈａｒｍｏｎｙ，ａｎｄｇｉｖｅｔｈｅｑｕａｎｔｉｆｉｅｄｒｅａｓｏｎｆｏｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｔａｔｕｓｎｏｔｇｏｏｄ，ａｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｖｏｌｔａｇｅａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｔａｔｕｓｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄｕｎｄｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＶＣ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａ，ｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａａｎｄＡＶＣｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｉｎｃｌｕｄｅｓａｒｅａｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｂｕｓｖｏｌｔａｇｅｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｄｉｓｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｓｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，ｆｌＪ＂ｅａｇａｔｅｗａｙｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｄｉｓｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｓｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，ａｒｅａｌｏａｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｂａｌａｎｃｅｌｅｖｅｌａｎｄｕｎｂａｌａｎｃｅｒｅａｓｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ．Ｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙａｎｄｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄｉｎＳｈａｎｔｏｕｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅａｌｅｇｉｖｅｎ．ＴｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓＣａｎｇｉｖｅｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅＡＶＣｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔ，ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇｏｆｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｖｏｌｔａｇｅ／ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌ；ｈａｒｍｏｎｙ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ０引言近年来，智能电网技术高速发展，为在电力系统安全稳定运行的前提下，确保区域电压高水平运行，并尽量实现区域无功的分层分区就地平衡，国内多家地区调度主站采用自动电压控￥１Ｊ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌ，ＡＶＣ）系统实现地区电网电压无功的基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（Ｋ－ＧＤ２０１４一Ｏ８１４）协调控制珥Ｊ。地区调度主站ＡＶＣ系统采用无功优化确定各子区域中枢点电压控制目标时，调压设备能力限制会影响无功优化效果，地调量测系统较弱、调压设备闭锁等问题会使中枢点电压无法准确跟踪控制目标，从而导致地区电网电压无功合格性和运行经济性较低这两类问题Ｌ５Ｊ。首先，为使电压无功运行状态满足合格性要求，当区域电压普遍偏低（高）时，需协调区域枢纽厂站电压无功控制设备，以尽可能．１２４．电力系统保护与控制实现区域电压合格程度最大化，避免控制设备振荡调节；当区域关口无功不合格时，需协调整个区域内的无功补偿装置以满足关口功率因数的考核要求。其次，为提升电网运行经济性，ＡＶＣ应尽量实现区域问无功分区平衡，区域内无功分层平衡，各厂站无功就地平衡。综上两点，如何精细化评估自动电压控制下地区电网电压无功运行的合格性和经济性，追踪并量化造成不合格和不经济的原因，并以此为依据调整ＡＶＣ运行参数、进行控制策略优化和补偿容量配置已成为一个亟待解决的关键问题。为评估电网的电压无功运行状态，现有研究成果针对不同对象建立了相应的导则和评估指标体系。现有电压无功导则和规定［８－１０Ｊ明确了各级电压和功率因数的合格范围，由此可对各级电网的电压和功率因数合格率进行计算。为更精细的评估高压配电网的无功运行状态，文献［１１】提出了可对高压配网电压无功的合格程度、无功补偿容量的充裕程度、分接头和电容器的动作次数等进行评估和量化，并可追踪导致运行状态不佳主变的评估指标体系。与其相比，地区电网还包含２２０ｋＶ和１１０ｋＶ电压等级的输电系统，其电压无功控制需要考虑上下级和同级问的协调，控制策略更为复杂。为测试ＡＶＣ—系统对地区电网电压无功的控制效果，文献［１２１３１建立了可对地区电网技术性和经济性进行评估的指标，但其没有涉及电压不合格原因的追踪，更未涉及无功合格性和平衡性的评估。结合地区电网的电压无功控制目标和运行特点，本文提出了自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系。该指标体系可精细化评估地区电网内各区域的电压合格程度、无功合格程度和无功平衡程度，并可对造成区域电压无功不合格、区域无功不平衡的原因进行追踪和量化，从而为实际系统的运行参数设置、控制策略优化和补偿容量配置提供参考。通过对实际电网数据进行评估分析，证明了所提指标体系的合理性和有效性。１自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标地区调度主站的ＡＶＣ系统根据网络拓扑结构将整个地区电网分为若干个以２２０ｋＶ枢纽变电站为中心的子区域，为降低ＡＶＣ系统控制复杂性，地调为县级电网下达电压无功考核指标后常将其作为负荷处理Ｌ５Ｊ。因此，本文的评估对象为地区电网各子区域内１１０ｋＶ线路和与之直接相连的２２０ｋＶ、１１０ｋＶ变电站组成的输电网络。各区域２２０ｋＶ变电站的高压侧母线为区域关口。注入１１０ｋＶ线路的功率都由２２０ｋＶ变电站控制母线流出，其相当于１１０ｋＶ线路电源，故将２２０ｋＶ变电站称为电源站，其控制母线称区域电源母线。１１０ｋＶ变电站关口为其高压母线，将１１０ｋＶ变电站及其后所接配网等效为变电站关口上连接的负荷，故将１１０ｋＶ变电站称为负荷站，其关口母线又称区域负荷母线。１．１评估指标的体系结构本文建立的评估指标体系如图１所示。整个指标体系由区域电源母线电压合格程度及其不合格原因评估指标、区域关口无功合格程度及其不合格原因评估指标和区域负荷无功平衡程度及其不平衡原因评估指标三类一级指标构成。每类一级指标下分别包含合格程度评估指标、平衡程度评估指标、不合格原因追踪指标和不平衡原因追踪指标四类二级指标中的两类。各类二级指标下包含的多类三级指标均为对整个考核时段的电压无功运行状态进行统计和量化后得出的结果。ｌ自动电压控制ｒ的地Ｊ电电ｌＩ压无功运行状态评估指标体系Ｉｌ＋＋＋１域电源母线电压区域关口无功合格区域负荷无功平衡合格程度及其不合程度及其小合格原程艘及其平衡格原因评估指标因评估指标腺冈评估指标’’合格程合格合格程不合格平衡程不、衡度评估原追度评估原因追度评估原因追指标踪指标指标踪指标指标踪指标ｌＩｌＩＩＪ土土ｒ＿ｒ一土土上土电变变调调区区感控区区区源比比压乐域域＼制域域域母极控设设关感容负负负略衙荷荷线值制备备口容无、丑￡站站电区策极控无性功均关感压域略值制功无支功阴容无性功无合功格支撑平均偏负不区策合功撑Ｉｘ格补离荷当域略格支不域足口区无域功关欠补偏补低倒偏母×负不额补童率低线域荷欠区电负母区补域压精线域过电偏母电负补压商线压荷盎偏电偏母合低压向线格盎偏偏电盔尚低压偏蠢偏过低高补盎偏率低奎图１自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系结构Ｆｉｇ．１Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｖｏｌｔａｇｅａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄｕｎｄｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌ林捷，等自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系—一１２５１．２区域电源母线电压合格程度及不合格原因评估指标（１）区域电源母线电压合格程度评估指标区域电源母线与负荷母线的电压调节是由上至下的，上级调压设备动作会影响整个下级区域电压，因此需根据区域负荷母线电压的整体合格程度评估区域电源母线满足负荷需求的效果。Ⅳ设在典型日共有个数据采集时刻，时刻ｔ的区域负荷母线电压偏高（低）率上ｆＬＢ、，０Ｈ（、，。）为上，ＬＢｖ０ＨｆＬ）＝（Ｂｖ０Ｈ（Ｌ）／ｎＬ￣）Ｘｌ００％（１）…Ⅳ式中：上标ｔ（ｔ＝１，２，，）表示时刻，的采样值；，ｚｒ‰为区域负荷母线总条数；、，０Ｈ（、，。）为时刻ｆ区域内电压偏高（低１的负荷母线条数。为避免调节电压无功控制设备使部分负荷母线电压合格时，引起更大范围电压越限。当负荷母线电压偏高、偏低率过半时才认为电源母线电压不合格。故电源母线电压偏高（低）区域电压不合格率ＬＧＬＢｖｏＨ（厶孔Ｂｖ０Ｌ）为ＬＢｖＯＨｆＬ１＝（、，ｏＨｆＬ１／Ｎ）Ｘ１００％（２）式中：、，０Ｈ、、，。分别为整个考核时段内、，ＯＨ、。Ｖ０大于５０％的时刻数。（２）区域电源母线电压不合格原因追踪指标当电源母线电压偏高引起区域电压不合格时，需降低本区域的电源母线电压。若此时电源站高压母线电压偏低或关口无功欠补，则只能降低电源站主变档位，故应追踪主变档位过高的原因是变比达到下限还是变比控制策略不当。若此时电源站高压母线电压合格或偏高，且关口无功合格或过补，则可通过协调电源站主变档位和无功补偿设备以达到降低电源母线电压的目的。故应追踪电源母线电压过高的原因是变比已达下限且没有可切除的电容器和可投入的电抗器，还是控制策略不当。由此构建电源母线电压偏高区域电压不合格的原因性指标：变比极值区域负荷母线电压偏高率指标厶、，Ｈ、变比控制策略不当区域负荷母线电压偏高率指标厶ｖＨＴ、调压设备极值区域负荷母线电压偏高率指标厶咖和调压设备控制策略不当区域负荷母线电压偏高率指标厶、，。上述指标均可由整个考核时段内相应原因发生的时刻数。ｖＨ、ｖＨ、一ⅢⅣ和、，除以总的时刻数得到。同理，电源母线电压偏低区域电压不合格时，需升高区域电源母线电压。在电源站高压母线电压偏高或关口无功过补时，只能调高电源站主变档位，此时需构建变比极值区域负荷母线电压偏低率指标厶和变比控制策略不当区域负荷母线电压偏低率指标厶Ｒｖ。而在电源站高压母线电压合格或偏低，且关口无功合格或欠补时，可协调电源站调压设备提高电源母线电压，需构建调压设备极值区域负荷母线电压偏低率指标ＶＬ和调压设备控制策略不当区域负荷母线电压偏低率指标厶旧ＶＬＭ。若整个考核时段的原因追踪指标结果厶Ｒｖ、厶ｌＪＢｖＨＴＴ、ＢｖＨＭＬ、ＢｖＨＭＴ、厶ＬＢｖＬＴＬ、ＢｖＬＴＴ、ＢｖＬＭＩ＿和厶＿ｖＬｍ均为０，说明区域电源完全满足负荷需求。若某个原因追踪指标结果较大，则应根据相应的追踪结果优化控制策略或配置无功补偿容量。１．３区域关口无功合格程度及不合格原因评估指标（１）区域关口无功合格程度评估指标区域无功控制的考核对象是区域关口无功，即区域内所有电源站高压母线的注入功率因数，其可表征地区电网各控制区域间无功的分区平衡程度。区域内可能存在一条或多条注入电源站高压母线的线路，任一线路注入功率不合格，则区域关口无功不合格。分别统计各区域关口无功合格、过补、欠补的时刻数。。Ｍ、ＧＣ。和。。，除以采样Ⅳ时刻数，即可求得整个考核时段的区域关口无功合格率Ｇｃ。Ｍ、过补率。。和欠补率ｏｃｏｓＬ。（２）区域关口无功不合格原因追踪指标负荷站与电源站的无功协调是由下至上的，ＡＶＣ区域无功控制要求协调整个２２０ｋＶ区域内的所有容抗器使区域关口功率因数合格。△时刻ｆ区域无功总缺额为△…Ｉ哪＝ｍａｘ（一ｔａｎ咙Ａｍｉ，ｏ１△ＩＡＣｊＡ＝ｍｉｎ（Ｑ一ｔａｎＧＡｍａｘ，０）ｎ．．Ａ—ＧＴ△△＝（Ｑｔ３ＡＲｊ＋ＡＡ）（４）厶＝１△式中：注入区域关口母线总线路条数为ｎＡＧＴ；大于０和小于０分别表示区域关口无功欠补和过补；△△心（，）为关口母线厶（厶＝１，２，．．．，，ｚ。）欠（过）补时的感（容）性无功缺额；纯～（纯Ａｍ．ｍ）为区域关口母线功率因数上（下）限对应的功率因数角；‰‰（）为注入电源站高压母线的有（无）功。在满足电源站和负荷站主变进线侧功率因数约束的前提下，时刻ｔ区域内所有变电站的感（容）性无△△功总可调容量Ｑ；ＡＲＹＭ（Ｑ；ＹＭ）计算方法如下△ｌＡｃＲ／Ａ＝ｍａｘ（ＱｓＡｃ剐一Ｑ；ｍＲ／Ａ，０）△ｌＡｃｃ，＝ｍｉｎ（ＱｓＡｃｃ，一ｍＲ／Ａ，０）电力系统保护与控制△∑ｌＱ；。＝ｍａｘ｛（Ｑ￣一ｔａｎ），ｏ）｛ｌ∑ＡＱＴ＝ｍｉｎ｛（Ｑ￣Ｔ一珞ｔａｎ￣ｏＴｉ），０）ＬｍＡ１（６）△△…ＩＹ］ＶＩＩＡ＝ｍｉｎ｛ＡＱ￣ｃＲ／Ａ一ｆＡ，ｔｖＭ／ａｊ△ＩＱ；ＡＣＹＭｆＡ＝ｍａｘ｛ＡＱ￣一Ｑ；ｍＲ／Ａ，ＡＱ；１ｃＹＭ『Ａ｝ｒ；＇／ＡＳ△ＩＹＭ＝∑△Ｑ；｛‰ｌＡ＝（８）ｌ△∑△Ｑ；ＹＭ＝Ｑ；ＹＭ『ＡＬＩＡ＝１…式中：区域内共有变电站，２座；ＩＡ（ｆＡ＝１，２，，／ＴＡＳ）△为区内各变电站编号：△（。，）为变电站中所有电容（抗）器的感（容）性无功可调总容量：Ｑｓ。ｆ＾（Ｑｓ，）为变电站中所有电容（抗）器的最大可输出感（容）性无功；删（删）为变电站补偿△△设备已投入感（容）性无功；ＹＭ，（ＹＭ，）为由功率因数上（下）限确定的变电站感（容）性无功允许调节容量；ｍ（＝１，２，．．．，ｎＡＴｆ＾）为变电站ｆＡ内的变压器编号；。（。）为主变ｍ进线侧注入有（无）功；～（）为主变ｍ进线侧功率因数△△上（下）限对应的功率因数角；Ｑ；ＡＲ（）为变电站ｆＡ的感（容）性无功可调容量。若时刻区域感（容）性无功支撑缺额ｄ（ｄｔ）为△△△ｊｄ＝一一，刈ｆ９１Ｉ△△ｄ。＝一Ｑ÷△Ｍ，＜０若ｄ＞０（ｄＱｔ＜０），则时刻ｔ区域关口无功欠（过）补由区域电容（抗）器补偿容量配置不足引起，反之，则由区域无功补偿设备控制策略缺陷引起。由此构建区域感（容）性无功支撑最大缺额△△ＱＡＲ（ＱＡＣ）、感（容）性无功支撑不足区域关口无功欠（过）补率（）和控制策略不当区域关口无功欠（过）补率（）△ⅣＱＡＲ＝ｍａｘ（ｄＱ￣）＝１７２，．．．，）（１０）△。＝ｍｉｎ（ｄＱ￣）＝１，２，．．．，Ｎ）（１１）ＬＱＬＲ（ｃ）＝（ＬＲ（ｃ）／Ｎ）ｘｌ００％（１２）ＴＲ（Ｃ）＝（ＴＲ（ｃ）／Ｎ）ｘ１００％（１３）式中：ＬＲ和ＴＲ分别为整个考核时段内的ｄ大于０和小于０的时刻数；Ｔ。Ｌ和分别为整个考核时段内ｄＱｉ小于０和大于０的时刻数。若、、、。均为０％，则说明整个考核时段内区域负荷电源间无功协调。若（）较大则说明区域内的电容（抗）器配置不△△足，需根据ＱＡＲ（ＱＡ）增加电容（抗）器，若（）较大则需进行ＡＶＣ控制策略改良。１．４区域负荷无功平衡程度及不平衡原因评估指标（１）区域负荷无功平衡程度评估指标将区域内的所有负荷站等效为一个负荷，得到时刻ｆ的区域负荷平均功率因数ＣＯＳ如下：———————／厂√ＣＯＳ＝／（）＋（）（１４）星＝（１５）ｉＡ：１：ＢｆＡ（１６）ｆＡ１式中：和分别为等效负荷的注入有功和无“功；＋为从１１０ｋＶ线路注入各区域负荷母线ｋ（ｋ＝１，２，．．．，ｒｌＬＢ）的功率。区域负荷平均功率因数可用于评估区域内的无功是否分层平衡。若ＣＯＳ满足负荷站关口功率因数范围［ｃｏｓ（ＰＬｍｉｎ７ｃｏｓＣｐＬ］，说明区域负荷对上级区域有较好的无功支撑作用。统计考核时段内ＣＯＳ合格、越上限和越下限的时刻数，除以总的考核时刻数ＪＶ，即可求得区域负荷平均功率因数合格率ＡｃｏｓＭ、偏高率ｃ０ｓＨ和偏低率ｃｏｓＬ。区域内各负荷站无功应就地平衡，一般情况下不允许倒送无功。根据负荷站关口功率因数范围对所有考核时刻功率因数合格、越上限、越下限和倒送无功的负荷母线条数分别进行求和，再除以区域Ⅳ负荷母线条数和考核时刻数的乘积，即可求得整个考核时段内区域负荷站关口无功合格率。Ｍ、过补率。。、欠补率。和倒送率Ｌｃ。，由此实现对区域内负荷站无功就地平衡整体情况的评估。（２）区域负荷无功不平衡原因追踪指标区域负荷平均功率因数偏低（高）的原因是区域负荷站感（容）性无功整体支撑不足。整个考核时段内区域负荷站的感（容）性无功支撑平均不足量△△ＱＩ＿ＱＬＲ（ｏ）为林捷，等自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系．１２７一Ⅳ式中：为ＣＯＳ小于区域关口功率因数下限ⅣＣＯＳ（ＰＬｍｉ的时刻数；ＡＨ为ＣＯＳ大于区域关口功率…因数上限ＣＯＳ的时刻数。△△若Ｑ『＿。Ｌ（ＱｌＬＢＱ。）均为０％，则说明整个考核时段内区域负荷能保持自身无功平衡，若△ｏＬ，＜（ＡＱＬｏ）较大则说明负荷站无功支撑效果偏离分层平衡目标，需完善无功投入策略或优化补偿设备容量配置以满足经济运行的需求。２算例分析２．１算例参数本文以广东汕头地区典型负荷日２０１４年９月５日近５ｍｉｎ一个断面，共２８４个采样时刻的ＳＣＡＤＡ数据为对象进行自动电压控制下地区电网的电压无功运行状态评估与分析。该地区电网当日共有ｌ４座２２０ｋＶ变电站和５７座１１０ｋＶ变电站投入运行。通过拓扑分区方法，将该地区电网分为１３个２２０ｋＶ控制区域，各２２０ｋＶ控制区域内包含１￣２个２２０ｋＶ变电站和２～８个１１０ｋＶ变电站，控制区内的变压器均为有载调压。依据汕头供电局的相关规定，指标中ＡＶＣ运行参数上下限值如表１所示。由表１可知，当日高峰时段共１７７个，占所有时段的６２．３％，低谷时段１０７个，占所有时段的３７．７％。表１汕头地区ＡＶＣ运行参数表Ｔａｂｌｅ１ＡＶＣｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＳｈａｎｔｏｕ誓煮专时间时间类型素上限。２．２区域电源母线电压合格程度及其不合格原因追踪评估指标结果本文根据表１中规定的高峰、低谷时段和电压上下限对汕头地区电网的区域电源母线电压合格程度进行了评估，并在全天内对区域电源母线电压不合格的原因进行了追踪。存在区域电源母线电压不合格问题的控制区域评估结果如表２所示。区域３、５、７和１２存在不同程度的区域负荷母线电压越下限问题，其中区域７全天的＝．４％，即全天内有多达个时刻区域负荷，ＢＶ母ＯＬ线电４５压偏低率Ｒｖ超过１３０５０％。区域３、５和１２所有的电源母线电压偏低区域电压不合格问题和区域７内４４．４％的电源母线电压偏低区域电压不合格问题均发生在高峰时段，说明高峰时段区域电源母线不能为下级电网提供足够的电压支持。通过表２中的不合格原因追踪可知，该考核日内引起电源母线电压偏低区域电压不合格的原因均为调压设备控制策略不当，即现有ＡＶＣ控制策略无法适应高峰低谷时段的调压要求，需要通过调整区域电源站内主变变比和容抗器控制策略以保证整个区域的负荷母线电压合格率。２．３区域关口无功合格程度评估及其不合格原因追踪评估指标结果根据表１中的功率因数上下限对汕头地区电网各区域关口在高峰、低谷时段的功率因数合格程度进行了评估，并在全天内对区域关口无功不合格的原因进行了追踪。１３个区域的关口无功合格程度评估及其不合格原因追踪结果如表３所示。由表３的区域关口无功偏高率可知，当日所有区域在低谷时段均出现了区域关口无功过补问题。由于全天内低谷时段占所有时段的３７．７％，故全天内有８个区域在超过的５０％的低谷时段关口无功过补，其中区域１１～１３在整个低谷时段，共９小时内关口无功过补。根据区域关口无功不合格原因追踪结果可知，区域１～１０和１２的控制策略不当表２区域电源母线电压合格程度及其不合格原因追踪评估指标结果Ｔａｂｌｅ２Ｖｏｌｔａｇｅｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｄｉｓｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｓｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｒｅａｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｂｕｓ００．－ｌ圊肌ｌ喜胁Ｂ３一一Ｂ３觚ｍｍｍⅣ∑∑一ｌ＝＝麒．１２８一电力系统保护与控制表３区域关口无功合格程度评估及其不合格原因追踪评估指标结果Ｔａｂｌｅ３Ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｄｉｓｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｓｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｒｅａｇａｔｅｗａｙｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ区域关口无功过补率Ｌｏ＞０，该问题可通过切除区域内的电容器或投入电抗器解决。区域９～ｌ３的容性无功支撑不足区域关口无功过补率Ｌｏ＞０，要解决该问题需根据区域容性无功支撑最大缺额△增加区内电抗器容量。区域３和１０在高峰时段出现了关口无功欠补问题，造成２个区域关口无功欠补的原因均为控制策略不当，即Ｌｏ＞０，要改善此问题需优化区域内的容抗器投切策略。对比表２可知，在区域关口无功过补较严重的情况下，各区域并未出现电源母线电压偏高区域电压不合格情况，区域７甚至出现了区域电压偏低问题。由此说明为满足区域电压水平，低谷时段关口必需保持较高的功率因数，故需要对汕头地区ＡＶＣ运行参数的功率因数整定值进行优化。２．４区域负荷无功平衡程度评估及其不平衡原因追踪评估指标结果汕头地区电网１３个区域的区域负荷无功平衡程度评估及其不平衡原因追踪结果见表４。其中区域负荷平均功率因数合格程度分高峰、低谷时段进行评估，区域负荷站关口无功合格程度、区域负荷平均功率因数不合格原因以全天为单位进行评估。∞由表４中区域负荷平均功率因数偏高率和偏低率Ｌｒｎ可知，全天内所有区域均出现了功率因数不合格问题。区域ｌ～９、１１～１３在低谷时段出现区域平均功率因数偏高问题，区域ｌ０在高峰时段出现区域平均功率因数偏低问题。区域负荷平均功率因数偏高、偏低说明负荷层无功不能内部平衡，将对各控制区内无功的分层平衡产生影响。由表４中的不平衡原因追踪结果可知，区域１～９、１１～１３存在负荷站容性无功支撑平均不足问题，各区域的表４区域负荷无功平衡程度评估及其不平衡原因追踪评估指标结果Ｔａｂｌｅ４Ｂａｌａｎｃｅｌｅｖｅｌａｎｄｕｎｂａｌａｎｃｅｒｅａｓｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｒｅａｌｏａｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｌ×域ＬＡ㈣¨／％号高峰低谷平衡程度评估不平衡原因追踪△Ｌｍｓｌ／％０㈣１／Ｌｃ（ｍ／０ｓＲ／／ＡＱＬＢＱＬｃ／高峰低谷％％％ＭｖａｒＭｖａｒ△容性无功支撑平均不足量如肋Ｌｃ所示。其中容性无功支撑平均不足量最大的为区域７，即为满足区域无功分层平衡要求，区域７在每个功率因数偏高时刻点的平均容性无功缺额为１６．７Ｍｖａｒ。区域ｌ０△的负荷站感性无功支撑平均不足量肿。．为１．１Ｍｖａｒ，其为区域１０内的所有负荷站在每个功率因数偏低时刻点需增投的感性无功总和。由表４中的区域负荷母线过补率。、欠补率￡。。和倒送率Ｌｃ。可知，全天内Ｌｃ。最高、最低的区域分别为区域１２和区域１０，分别为３６．６％和０％；Ｌｃ最高、最低的区域分别为区域１０和区域２，分别为５８．３％和０．２％；Ｌｃ最高的区域为区域８，为１８．３％。６２一一一一～加川～～～一一一～一８６＾ｌ５４６８１６＾ｌ＿一一一一一一～一一～一～一～一～一一一一一一一一一一一一～一～一如一一一石２５４Ｊ４一”””””一一一一一一一一一一一一一■石２５４石４一弘＂””＂卯２Ｊ７５６９９Ｏ５３４一一一～～～一一一一¨～一一¨二４２３舟８４３Ｏ４５¨ｃ；鼹ｃ；８ｌ７６９７７２５６２如加¨勰一一一一一～一一一～～一～一～一一一一～一一一一一一５２．８３＂””＆～””一一一～一一一一一一一一一●２３４５６７８９¨林捷，等自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系．１２９．因此可知，汕头地区无功分层、就地控制效果较差，需优化区域内所有负荷站的ＡＶＣ控制策略和补偿装置配置，以提升无功分层和就地平衡效果，进一步减小系统网损。３结论本文提出了一套自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系，该指标体系以地区电网内的各２２０ｋＶ控制区域为评估对象，可从区域电压合格程度、关口无功合格程度和区域无功平衡程度的角度对各区域的电压无功运行状态进行精细化评估，并可对造成不合格和不平衡的原因进行追踪和量化。利用本文所提评估指标体系中的合格性指标和平衡性指标对广东汕头地区电网的电压无功运行状态进行评估，评估结果反映了汕头电网各区域电压无功运行中的典型问题。利用指标体系中的原因追踪指标对引起各类典型问题的原因进行量化，得到的评估结果己被采纳为汕头地区ＡＶＣ运行参数值整定、各区域无功容量配置和控制策略优化的重要依据。参考文献［１］黄华，高宗和，戴则梅，等．基于控制模式的地区电网ＡＶＣ系统设计及应用［Ｊ］．电力系统自动化，２００５，—２９（１５）：７７８０．ＨＵＡＮＧＨｕａ，ＧＡ０Ｚｏｎｇｈｅ，ＤＡＩＺｅｍｅｉ。ｅｔａ１．ＤｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＶＣｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄｉｓｔｒｉｃｔｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００５，２９（１５）：７７－８０．［２］孙建伟，王宗兴，夏亚君，等．地区智能电网分布式电压无功自动控制系统研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４，４２（１３）：１１２－１１６．ＳＵＮＪｉａｎｗｅｉ，ＷＡＮＧＺｏｎｇｘｉｎｇ，ＸＩＡＹａｉｕｎ。ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒａｎｄｖｏｌｔａｇｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｉｎｒｅｇｉｏｎａｌｓｍａｒｔｇｒｉｄ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（１３）：１１２－１１６．［３］欧睿，张琳，杨渝璐．重庆跨辖区一体化调度自动化系统建设分析与研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４，４２（２２）：１３０－１３３．０ＵＲｕｉ，ＺＨＡＮＧＬｉｎ．ＹＡＮＧＹｕｌｕ．ＡｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒｐｏｗｅｒｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇａｕｔｏｍａｔｉｏｎａｃｒｏｓｓｊｕｒｉｓｄｉｃｔｉｏｎｓｉｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（２２）：１３０．１３３．［４］孙辉，刘松楠，周玮，等．辽宁电网２２０ｋＶ系统自动电压控制关键技术研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，—２０１４，４２（１９１：４３４８．ＳＵＮＨｕｉ，ＬＯＮＧＳｏｎｇｎａｎ，ＺＨＯＵＷｅｉ，ｅｔａ１．ＫｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｉｎＬｉａｏｎｉｎｇｐｏｗｅｒｇｒｉｄ２２０ｋＶｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（１９１：４３４８．［５］刘颖英，徐永海，肖湘宁．地区电网电能质量综合评估新方法［Ｊ］．中国电机工程学报，２００８，２８（２２）：１３０－１３６．ＬＩＵＹｉｎｇｙｉｎｇ，ＸＵＹｏｎｇｈａｉ，ＸＩＡＯＸｉａｎｇｎｉｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｎｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｏｒｒｅｇｉｏｎａｌｇｒｉｄ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００８，—２８（２２）：１３０１３６．［６］张伯明，孙宏斌，邓佑满，等．面向地区电网的ＥＭＳ应用软件［Ｊ］．电力系统自动化，２０００，２４（５）：４０－４４，４８．ＺＨＡＮＧＢｏｍｉｎｇ，ＳＵＮＨｏｎｇｂｉｎ，ＤＥＮＧＹｏｕｍａｎ，ｅｔａ１．ＡｄｖａｎｃｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｐａｃｋａｇｅｏｆＥＭＳｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｓｕｂ．ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２０００，２４（５）：４０－４４，４８．［７］缪楠林，刘明波，赵维兴．电力系统动态无功优化并行算法及其实现［Ｊ］．电工技术学报，２００９，２４（２）：１５０．１５７．ＭＩＡ０Ｎａｎｌｉｎ。ＬＩＵＭｉｎｇｂｏ．ＺＨＡＯＷｅｉｘｉｎｇ．Ｐａｒａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｄｙｎａｍｉｃｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ—Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００９，２４（２）：１５０１５７．［８］中华人民共和国能源部．ＳＤ３２５．８９电力系统电压和无功电力技术导则【ｓ】．北京：中华人民共和国能源部，１９８９．［９］南方电网公司．中国南方电网电压质量和无功电力管理标准［Ｓ】．广东：南方电网公司，２００５．［１Ｏ］广东电网公．广东电网公司电力系统电压质量和无功电力管理办法［ｓ］．广州：广东电网公司，２００９．［１１］颜伟，田志浩，余娟，等．高压配电网无功运行状态评估指标体系［Ｊ］．电网技术，２０１１，３５（１０）：１０４－１０９．ＹＡＮＷｅｉ，ＴＩＡＮＺｈｉｈａｏ，ＹＵＪｕａｎ，ｅｔａ１．Ａｎｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｔｏａｓｓｅｓｓｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，３５（１０）：１０４－１０９．［１２］田洪，张焰，张益波．地区电网运行方式评估方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７（２０）：９３．９８．ＴＩＡＮＨｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＹａｎ，ＺＨＡＮＧＹｉｂｏ．Ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｇｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ—ＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（２０）：９３９８．［１３］万卫，王淳，程虹，等．电网评价指标体系的初步框架『Ｊ１．电力系统保护与控制，２００８，３６（２４）：１４．１８．ＷＡＮＷｅｉ，ＷＡＮＧＣｈｕｎ，ＣＨＥＮＧＨｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｆｒａｍｅｏｆｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００８，３６（２４）：１４．１８．收稿日期：２０１５－０８－０１；修回日期：２０１５－１卜２４作者简介：林捷（１９７５一），男，工学学士，高级工程师，从事电力自动４￣＿ｚ－作；Ｅ－ｍａｉｌ：１７５９９２４０２９＠ｑｑ．ｃｏｍ王云柳（１９９１一），女，通信作者，硕士研究生，研究方向为电力系统无功优化及电压稳定；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｎｌｉｕｌ２０６＠１６３．ｃｏｍ黄辉（１９７０－），男，工学学士，电气工程师，从事电—力调度及自动化管理工作。Ｅｍａｉｌ：１０３５９４９４８９＠ｑｑ．ｃｏｍ（编辑张爱琴）