[發明專利]基于線充比率的變電站感性無功充裕度評價方法

有效

• 申請號: 201810750709.1
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN109193683B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 王博文;華文;樓伯良;周華;宣曉華;陸承宇;孫維真;王蕾;鄧暉;趙一琰;王龍飛;陳峰;葉琳;石博隆;張思
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國網浙江省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種基于線充比率的變電站感性無功充裕度評價方法。本發明基于實際電網運行方式數據，結合變電站模型參數，首先通過分析主變有功負載率、負荷功率因數對變電站無功平衡的影響；并計算出變電站相應的線充比率、極限線充比率和下級極限電纜長度，評估變電站感性無功充裕度；在此基礎上，計算出變電站感性無功補償需求容量，確定變電站感性無功配置方案。本發明的方法可用于變電站規劃設計以及實際在運變電站低谷運行方式下感性無功充裕度分析，提供變電站感性無功配置方案，保障低谷方式下電網無功分層分區平衡和提升電網安全穩定水平。

技術領域

本發明涉及電力系統無功分層分區平衡、電網安全穩定領域，具體地說是一種基于線充比率的變電站感性無功充裕度評價方法，特別適用于110千伏變電站規劃設計及在運變電站低谷運行方式下的感性無功充裕度分析。

背景技術

隨著配電網“上改下”工程的積極推進，城市中心110千伏變電站進出線電纜的增多，其相對較大的電纜線路充電功率將引起電壓升高、網損增加從而影響供電質量、用戶用電安全和電網穩定運行。春節期間是電網高電壓、高功率因數且無功倒送情況最嚴重的時段，負荷的下降將對區域電網及具體變電站的無功平衡造成影響從而產生變電站主變高壓側無功倒送的情況。

根據浙江電網春節期間無功平衡情況反映，目前110千伏層面無功電壓運行方面主要問題包括兩個方面：1)春節低谷期間下電網局部區域或部分變電站因下級電力線路充電功率過剩而存在主變無功倒送問題和主變高壓側功率因數過高；2)春節低谷期間電網局部區域或部分變電站因負載率過低或負荷功率因數偏高而導致主變無功倒送和高壓側功率因數過高。

當前110千伏變電站的設計規劃未考慮感性無功補償配置，無功補償裝置的最終目標是調節系統電壓、降低網損，避免無功功率輸送引起母線電壓的大幅下降或上升，確保其在規程規定的合理范圍內。《配電網規劃設計技術導則》中規定如下了110千伏及以下電網應考慮網絡結構、電纜所占比例、主變負載率以及負荷功率因數條件，對于電纜化率高的地區應考慮配置適當容量的感性無功補償裝置，確保在低谷負荷時不向系統倒送無功。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種基于線充比率的變電站感性無功充裕度評價方法，其以變電站典型設計模型為基礎，結合電網實際運行狀況中影響無功倒送的關鍵因素主變負載率與負荷功率因數，研究具體變電站在春節低谷期間的無功倒送情況，計算得到感性無功充裕度指標線充比率與下級電纜長度，評估變電站感性無功充裕度并探討該變電站無功配置需求及方案。

為此，本發明采用的技術方案如下：基于線充比率的變電站感性無功充裕度評價方法，其步驟包括：

第一步，確定目標變電站模型參數，選定網架結構、主變臺數及容量、變電站供區內配變臺數及容量、下轄下級電纜線路類型及長度；

第二步，根據目標變電站低谷運行方式數據，構建計算模型，確定計算前提條件；若計算模型數據完整有效，則轉至第三步，否則轉至第一步；

第三步，設定低谷運行方式下目標變電站主變高壓側功率因數上限值；

第四步，考慮已配置感性無功補償容量，分析主變無功倒送的關鍵因素主變有功負載率、負荷功率因數對主變無功下送容量的影響，計算變電站主變下送無功容量與感性無功充裕度評價指標，即線充比率、極限線充比率和下級極限電纜長度；

第五步，開展感性無功充裕度分析，若變電站線充比率小于極限線充比率，則轉至第七步，否則轉至第六步；

第六步，根據線充比率與極限線充比率，計算變電站的感性無功補償需求容量，形成以主變負載率和負荷功率因素為關鍵因素的無功配置補償方案，轉至第四步；

第七步，輸出感性無功充裕度評估分析及相應的感性無功補償方案。