[0002] 随着电力系统通信技术的发展和自动化水平的提高，电网自动电压控制(Automatic voltage control,AVC)在国内外已得到了广泛的使用，并在优化电压质量、节能降损和减轻调度员工作强度等方法取得了良好的成效。
[0003] 在目前的工程应用上，作为AVC系统一个重要控制层面：发电厂侧的自动电压控制，其控制方法主要根据调度部门日前凭经验给出的发电厂电压曲线进行相应的控制。
[0004] 然而，依靠经验给出发电厂电压曲线作为发电厂电压控制的目标并不能实时反映电网在实际运行工况下所需的电压调整量，并不能达到真正意义上实时优化潮流的目的。因此，为了更好指导实际工程上的应用，需要一种能够实时对发电厂电压优化控制的方法，充分利用发电厂无功调节能力，使得电网安全经济地运行。
[0024] (2)由AVC系统采集当前区域电网运行参数信息，包括各变电站主变的有功负荷PLi、无功负荷QLi，220kV发电厂高压母线电压UG、220kV发电厂的有功出力PG，枢纽变电站220kV母线的电压US及电流IS；所述的枢纽变电站是指作为区域电网计算模型等值平衡节点的500kV变电站，下标i表示主变序号；
[0026] (4)改变220kV发电厂高压母线电压值，对区域电网计算模型进行多次潮流计算，获得220kV发电厂高压母线与枢纽变电站220kV母线的最优化电压差ΔVopt；并在最优化电压差ΔVopt的基础上通过加、减裕度ε形成区间[ΔVopt-ε，ΔVopt+ε]；所述的最优化电压差指的是使得区域电网无功穿越量最小且有功损耗最小的220kV发电厂高压母线与枢纽变电站220kV母线的电压差，ε指的是为保证220kV发电厂高压母线电压不频繁调节而在最优化电压差上加、减的裕度；
[0027] (5)判断ΔV0是否处于区间[ΔVopt-ε，ΔVopt+ε]内，如果满足，则结束本次优化控制；如果ΔV0>ΔVopt+ε，则进行下一步判断：若UG-δ≤UGmin，则令UG＝UGmin，若UG-δ>UGmin，则令UG＝UG-δ；之后结束本次优化控制；如果ΔV0<ΔVopt-ε，则进行下一步判断：若UG+δ≥UGmax，则令UG＝UGmax，若UG+δ
[0028] (6)经过时间T后，按照上述步骤进行新一轮的优化控制，实现220kV发电厂电压实时优化控制。
[0029] 本发明中，步骤(1)所述的区域电网，指的是由一座枢纽变电站(即500kV变电站)、一座220kV发电厂及多座220kV变电站组成的区域电磁环网，基于AVC系统的220kV发电厂电压实时优化控制的研究对象指的也是该类型的区域电网；而在获得的区域电网计算模型中，忽略500kV变电站主变建模，并将500kV变电站作为等值平衡节点，由等值电源ES表征并通过等值电抗XS连接到其220kV母线，等值电抗XS可通过式(1)求得：
[0030]
[0031] 式中，EN为平均额定电压，此处为230kV；IK为枢纽变电站220kV母线发生三相短路时的短路电流。等值电源ES反映上层电网作用于该站的电势作用，在进行一次优化控制时，其值可通过AVC系统采集的枢纽变电站220kV母线的电压US、电流IS，并通过式(2)获得：
[0032]
[0033] 同时，在区域电网计算模型中不考虑发电厂内部机组的升压变压器的建模，直接用220kV发电厂高压母线作为PV节点，在进行一次优化控制时，其有功功率和高压母线电压值可通过AVC系统采集。各变电站主变型号、配置容量；各输电线路型号则按照所要分析的区域电网的实际情况获取相应的参数。
[0034] 本发明中，所述的步骤(4)中最优化电压差ΔVopt的具体实现过程是：
[0035] 改变220kV发电厂高压母线电压值，对区域电网计算模型进行多次潮流计算，比较每次潮流计算得出的区域电网总有功损耗，其中使得区域电网总有功损耗最小时对应的220kV发电厂高压母线与枢纽变电站220kV母线的电压差，即为最优化电压差ΔVopt；
[0036] 本发明中，所述的步骤(5)的实施过程是：
[0037] (1)判断ΔV0是否处于区间[ΔVopt-ε，ΔVopt+ε]内，如果满足，则结束本次优化控制；
[0038] (2)如果ΔV0>ΔVopt+ε，则进行下一步判断：
[0039] 若UG-δ≤UGmin，则令UG＝UGmin，并结束本次优化控制；
[0040] 若UG-δ>UGmin，则令UG＝UG-δ，并结束本次优化控制；
[0041] (3)如果ΔV0<ΔVopt-ε，则进行下一步判断：
[0042] 若UG+δ≥UGmax，则令UG＝UGmax，并结束本次优化控制；
[0043] 若UG+δ
[0044] 所述的UGmax、UGmin指的是考虑220kV发电厂实际运行情况后其高压母线电压的上、下限值，ε指的是为保证220kV发电厂高压母线电压不频繁调节而在最优化电压差ΔVopt上叠加的裕度，δ指的是在进行一次优化控制时220kV发电厂高压母线电压的调节量。
[0045] 本发明中，经过时间T后，按照上述步骤进行新一轮的优化控制，实现220kV发电厂电压实时优化控制；所述的时间T，即为优化控制的周期，可根据电网实际运行需要进行相应的调节。
[0046] 以下是本发明方法的一个实例，以南方电网某含220kV发电厂的区域电网为例。其步骤如下：
[0047] (1)获取该区域电网参数信息，建立区域电网计算模型；区域电网计算模型图及变电站、线路等参数信息如表1、图2所示。
[0048] (2)由AVC系统采集区域电网运行参数信息，包括各变电站主变的有功负荷PLi、无功负荷QLi：
[0049] 表1区域电网各变电站运行参数信息
[0050]
[0051] 220kV发电厂高压母线电压UG为231.85kV，枢纽变电站220kV母线电压US为229.92kV，电流IS为0.994kA；而等值电抗XS为1.21Ω。
[0052] 根据 得等值电源电压ES为232kV。
[0053] (3)计算220kV发电厂高压母线电压UG与枢纽变电站220kV母线电压US之间的电压差ΔV0，即ΔV0＝231.85-229.92＝1.93kV。
[0054] (4)改变220kV发电厂高压母线电压值，对区域电网计算模型进行多次潮流计算；在本实例中220kV发电厂高压母线电压值的改变量范围取值为229kV～236kV，每隔0.5kV取值一个数据点，潮流计算结果如表2：
[0055] 表2潮流计算结果
[0056]UG US PLOSS ΔV UG US PLOSS ΔV
229.0 229.31 20.261 -0.31 233.0 230.17 20.077 2.83
229.5 229.42 20.210 0.08 233.5 230.27 20.081 3.23
230.0 229.53 20.180 0.47 234.0 230.38 20.092 3.62
230.5 229.64 20.138 0.86 234.5 230.49 20.113 4.01
231.0 229.74 20.121 1.26 235.0 230.59 20.132 4.41
231.5 229.84 20.108 1.66 235.5 230.70 20.165 4.80
232.0 229.95 20.092 2.05 236.0 230.81 20.183 5.19
232.5 230.06 20.083 2.44 —— —— —— ——
[0057] 其中PLOSS(单位：MW)指区域电网的总有功损耗，ΔV为每次潮流计算结果UG和US的电压差(单位kV)；
[0058] 由表2的数据可得，使得该区域电网总有功损耗最小时，对应的220kV发电厂高压母线与枢纽变电站220kV母线的电压差，即最优化电压差ΔVopt的值为2.83kV。
[0059] (5)UGmax、UGmin指的是考虑220kV发电厂实际运行情况后其高压母线电压的上、下限值，本实例根据电网对220kV发电厂电压的控制标准，UGmax取值242kV，UGmin取值220kV；ε指的是为保证220kV发电厂高压母线电压不频繁调节而在最优电压差ΔVopt上叠加的裕度，本实例中ε取值0.5kV；δ指的是在进行一次优化控制时220kV发电厂高压母线电压的调节量，本实例中取值0.5kV。
[0060] 此时[ΔVopt-ε，ΔVopt+ε]为[2.33，3.33]，ΔV0＝1.93kV<ΔVopt-ε，则进行下一步判断：
[0061] 因为UG+δ＝231.85+0.5
[0062] (6)经过时间T后，按照上述步骤进行新一轮的优化控制，实现220kV发电厂电压实时优化控制。为保证实时优化，本实例中T取值1分钟，若负荷在短时间内波动不大，通过步骤(5)中下达的电压调整指令在循环几次判断并控制之后便会达到最优的状态，此种逐步调整的方法亦能保证220kV发电厂高压母线电压短时间内波动的频率及幅度小。
