[發(fā)明專利]一種提高電網(wǎng)暫態(tài)電壓支撐能力的網(wǎng)源穩(wěn)態(tài)調(diào)壓優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310215544.5
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103427427A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭超;馬世英;盛燦輝;林俊杰;龐曉艷;宋云亭;丁理杰;李建;李晶;邱麗萍;申旭輝;陳湘;張鑫;李曉珺;羅紅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;四川省電力公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種提高電網(wǎng)暫態(tài)電壓支撐能力的網(wǎng)源穩(wěn)態(tài)調(diào)壓優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

受負(fù)荷用電水平持續(xù)攀升、大容量特高壓直流接入等因素影響，電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性問題日漸突出，并成為互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要威脅。提高電網(wǎng)大擾動后的暫態(tài)電壓支撐能力，改善電壓恢復(fù)特性是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要技術(shù)措施。

發(fā)電機(jī)組和靜止補(bǔ)償電容器是電網(wǎng)的重要無功源，是電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時電壓調(diào)整的主要手段，通過發(fā)電機(jī)無功功率調(diào)整或通過靜止補(bǔ)償電容器投切，均可使電網(wǎng)電壓運(yùn)行于合理的水平。然而，當(dāng)電網(wǎng)遭受大擾動沖擊后，由于發(fā)電機(jī)與靜止補(bǔ)償電容器的暫態(tài)無功出力特性存在較大差異，因此穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時發(fā)電機(jī)與靜止補(bǔ)償電容器不同無功出力容量，將會對暫態(tài)電壓支撐能力產(chǎn)生顯著影響。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下，若系統(tǒng)需要容性無功，則應(yīng)盡量投入靜止補(bǔ)償電容器，發(fā)電機(jī)應(yīng)少發(fā)容性無功功率以留作暫態(tài)無功備用。該觀點(diǎn)并沒有充分考慮發(fā)電機(jī)與電容器的暫態(tài)無功出力特性差異，若穩(wěn)態(tài)調(diào)壓時過多的投入靜止補(bǔ)償電容器進(jìn)行調(diào)壓，將會給系統(tǒng)的暫態(tài)無功支撐能力和電壓恢復(fù)特性帶來不利影響。

因此，對于大擾動故障沖擊后暫態(tài)電壓恢復(fù)特性較差的交流系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮靜止補(bǔ)償電容器不具備暫態(tài)無功輸出維持能力，輸出容量隨電網(wǎng)電壓跌落呈平方倍下降，而發(fā)電機(jī)組具有暫態(tài)無功維持能力和增大暫態(tài)輸出容量的特性，綜合優(yōu)化發(fā)電機(jī)與靜止電補(bǔ)償容器穩(wěn)態(tài)調(diào)壓方案，從而改善系統(tǒng)的暫態(tài)電壓恢復(fù)特性，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種提高電網(wǎng)暫態(tài)電壓支撐能力的網(wǎng)源穩(wěn)態(tài)調(diào)壓優(yōu)化方法，能夠改善重負(fù)荷地區(qū)電網(wǎng)以及特高壓直流送、受端電網(wǎng)的暫態(tài)電壓支撐能力，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種提高電網(wǎng)暫態(tài)電壓支撐能力的網(wǎng)源穩(wěn)態(tài)調(diào)壓優(yōu)化方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括以下步驟：

(1).建立所述電網(wǎng)仿真計(jì)算的穩(wěn)態(tài)模型與暫態(tài)模型；

(2).評估所述電網(wǎng)暫態(tài)電壓恢復(fù)特性；

(3).收集發(fā)電機(jī)及靜止補(bǔ)償電容器數(shù)據(jù)；

(4).確定增強(qiáng)電網(wǎng)暫態(tài)無功支撐能力的調(diào)節(jié)趨勢；

(5).制定對應(yīng)不同網(wǎng)源穩(wěn)態(tài)無功出力的穩(wěn)態(tài)調(diào)壓方案；

(6).確定發(fā)電機(jī)與靜止補(bǔ)償電容器穩(wěn)態(tài)調(diào)壓優(yōu)選方案。

優(yōu)選地，所述步驟（1）包括：收集電網(wǎng)數(shù)據(jù)以建立所述穩(wěn)態(tài)模型和暫態(tài)模型；所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)包括：輸電線路參數(shù)、變壓器參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠ヂ?lián)結(jié)構(gòu)以及發(fā)電機(jī)與負(fù)荷的有功功率與無功功率、發(fā)電機(jī)及其勵磁機(jī)和調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)、高壓直流輸電控制系統(tǒng)參數(shù)以及交流輸電設(shè)備動態(tài)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述步驟（2）包括：利用電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真軟件，評估故障擾動后所述電網(wǎng)的局部電網(wǎng)的暫態(tài)電壓恢復(fù)特性；所述故障擾動包括：交流電網(wǎng)單一故障與嚴(yán)重故障以及直流單、雙極閉鎖故障擾動；所述局部電網(wǎng)包括：重負(fù)荷區(qū)域、特高壓直流送端和受端。

優(yōu)選地，所述步驟（3）包括：針對所述評估中識別出的所述暫態(tài)電壓恢復(fù)特性較差的局部電網(wǎng)收集所述數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括：所述局部電網(wǎng)中電源的分布及裝機(jī)容量等特征參數(shù)，以及各變電站低壓補(bǔ)償電容的安裝容量。

優(yōu)選地，所述步驟（4）包括：基于故障擾動時域仿真結(jié)果，比對發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)無功出力水平以及靜止補(bǔ)償電容器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行容量對暫態(tài)無功特性的影響差異，以確定所述調(diào)節(jié)趨勢。

優(yōu)選地，所述步驟（5）包括：逐步增加發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)無功出力并對應(yīng)減少靜止補(bǔ)償電容器運(yùn)行容量，對比不同組合方案對暫態(tài)電壓恢復(fù)特性的改善效果，制定所述穩(wěn)態(tài)調(diào)壓方案；

重復(fù)所述步驟（2），對比所述發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)無功出力和靜止補(bǔ)償電容器運(yùn)行容量的增減對所述恢復(fù)特性的改善程度以驗(yàn)證所述優(yōu)化的效果；

所述步驟（5）以保證局部電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)電壓控制水平和發(fā)電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)要求為前提。

優(yōu)選地，所述步驟（6）包括：針對不同穩(wěn)態(tài)調(diào)壓方案，選擇故障后局部電網(wǎng)電壓恢復(fù)速度最快的方案作為所述優(yōu)選方案。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的方法基于發(fā)電機(jī)與靜止補(bǔ)償電容器大擾動后暫態(tài)無功出力特性差異，優(yōu)化兩者穩(wěn)態(tài)調(diào)壓無功出力水平，提升電網(wǎng)暫態(tài)電壓支撐能力，改善電網(wǎng)大擾動沖擊下安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法的流程圖。

圖2為發(fā)電機(jī)與電容器兩種穩(wěn)態(tài)調(diào)壓方式下發(fā)電機(jī)暫態(tài)無功出力特性示意圖。

圖3為發(fā)電機(jī)與電容器兩種穩(wěn)態(tài)調(diào)壓方式下電容器無力特性示意圖。