[發明專利]一種特高壓直流弱受端電網的同步調相機配置方法

有效

• 申請號: 202010529210.5
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111725815B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 崔挺;胡臻;陳道君;王玎;鄒妍暉;沈陽武;咼虎;向萌;柳永妍
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠

本發明公開了一種特高壓直流弱受端電網的同步調相機配置方法，該方法包括：建立同步調相機最優配置模型，包括以減少為保持弱受端電網暫態電壓穩定而預留的發電機組旋轉備用容量為基礎，考慮變電站可配置調相機臺數、機組旋轉備用容量和受端電網暫態電壓穩定等約束條件。依據發電機組旋轉備用容量與節點動態無功配置容量的靈敏度關系，確定調相機在弱受端電網的最優配置節點排序；利用最優配置節點排序和迭代法求取調相機在弱受端電網的最優配置臺數和容量。本發明的方法能有效提高調相機對弱受端電網的暫態電壓支撐作用，釋放了發電機組的旋轉備用容量，提升了負荷高峰期間發電機組的帶負荷能力，具有良好的工程應用價值。

技術領域

本發明涉及動態無功配置技術領域，尤其涉及一種特高壓直流弱受端電網的同步調相機配置方法。

背景技術

隨著特高壓直流輸電系統的發展和送電功率提升，直流受端電網的電壓穩定問題日益凸顯。主要體現在特高壓直流一般饋入負荷密集地區，其換相失敗的快速恢復過程中所需無功功率大幅增加，導致負荷密集地區電網動態無功支撐不足，受端電網電壓失穩風險高。目前，在特高壓直流弱受端電網配置動態無功補償設備是提高電網暫態電壓穩定水平的有效措施。動態無功補償設備主要有同步調相機、靜止同步補償器等。如何實現動態無功補償設備在弱受端電網的最優配置，特別是同步調相機的配置對改善特高壓直流弱受端電網的電壓穩定性具有重要實際意義。

目前國內外，同步調相機的配置主要用于提升系統暫態電壓穩定水平和抑制暫態過電壓。這些方法考慮通過優化配置調相機以提高特高壓直流系統本身的故障抵御能力，較少從特高壓直流弱受端電網的實際需求角度優化同步調相機配置。

考慮到現有技術中同步調相機配置的主要目標是提升系統暫態電壓穩定和抑制暫態過電壓，故沒有從特高壓直流弱受端電網電壓穩定的整體需求優化同步調相機的配置，從而難以充分發揮調相機的快速無功調節能力對受端電網的電壓支撐作用。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提出一種特高壓直流弱受端電網的同步調相機配置方法，以減少發電機組旋轉備用容量為基礎的弱受端電網同步調相機最優配置模型，有效提高調相機對弱受端電網的暫態電壓支撐作用，降低發電機組的旋轉備用容量，提升負荷高峰期間發電機組帶負荷能力，滿足社會用電需求。

為解決上述問題，本發明提供了一種特高壓直流弱受端電網的同步調相機配置方法，包括如下步驟：

步驟S1：以減少為保持弱受端電網暫態電壓穩定而預留的發電機組旋轉備用容量和調相機配置臺數為優化目標，以變電站可配置調相機臺數、機組旋轉備用容量和受端電網暫態電壓穩定為約束條件，建立特高壓直流弱受端電網的同步調相機最優配置模型；

步驟S2：利用攝動法求取發電機組旋轉備用容量與節點動態無功配置容量的靈敏度關系系數S_j，確定調相機在弱受端電網的最優配置節點排序S_sj；

步驟S3：基于步驟S1中所述的同步調相機最優配置模型和步驟S2所述的最優配置節點排序S_sj，并考慮到發電機組旋轉備用總容量的大小，采用迭代法求取調相機在弱受端電網的最優配置點和臺數。

進一步的，步驟S1的具體包括：

步驟S1.1：以特高壓直流弱受端電網發電機組的旋轉備用容量與期望值偏差最小和同步調相機配置臺數最少，建立同步調相機在特高壓直流弱受端電網配置的目標函數：

其中，P_resi、P_refi分別為發電機組預留的旋轉備用容量及其期望值；N_sj為節點j配置的同步調相機臺數；λ₁、λ₂分別為發電機組旋轉備用容量和同步調相機配置的代價加權系數；M、N分別為預留旋轉備用的發電機臺數、電網節點數。