[發明專利]基于暫態電壓靈敏度排序的機組調差系數優化方法及設備

在審

• 申請號: 202011521339.8
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112600260A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 梁偉朋;劉琦;楊心剛;杜洋;孫沛
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種基于暫態電壓靈敏度排序的機組調差系數優化方法及設備，所述方法包括以下步驟：計算受端電網中各機組在不同調差系數時的母線電壓提升率，基于該母線電壓提升率獲得暫態電壓靈敏度指標；對各機組的暫態電壓靈敏度指標進行從高到低的排序，基于設定的提升效果目標及機組調差系數整定范圍，優先對排序靠前的機組進行調差系數調整，獲得同時滿足電網各運行約束的最優調差系數方案。與現有技術相比，本發明具有無功支撐調節更精準、經濟性高的等優點。

技術領域

本發明涉及電網動態無功補償技術，尤其是涉及一種基于暫態電壓靈敏度排序的機組調差系數優化方法及設備。

背景技術

電網需要大量動態無功支持，例如直流換相失敗及恢復過程中會從系統吸收大量無功，若換相失敗導致直流閉鎖，將對電網穩定產生沖擊。大容量的交直流電力輸入需要受端電網擁有一定數量無功電源作為支撐，而無功功率卻不能遠距離傳輸。電網局部動態無功容量不足，在交流線路發生故障或者大功率直流線路閉鎖時引起電壓支撐不足，然后導致電網電壓不斷降低，最后造成電壓完全崩潰的可能。因此，解決受端電網電壓穩定問題和動態電壓支撐的問題十分重要。

相比靜態無功補償，動態無功補償設備能夠在故障中提供快速無功支持，提高電網的暫態運行性能。目前采用的動態無功補償方式主要有同步調相機、STATCOM裝置和AVC系統。這些方法存在以下問題：1)同步調相機的建設需要很大的投資，且運行不夠經濟；2)STATCOM控制復雜，裝置容量相對較小，且費用昂貴，現場運行故障率過高；3)AVC系統基于全網優化計算，該策略的控制具有時滯的特點，但反應時間一般為秒級以上，且其控制設備只能實現階躍、分段控制，難以實現精確調節，并且對于動態無功支撐方面的技術要求尚未形成整體要求。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種無功支撐調節更精準、經濟性高的基于暫態電壓靈敏度排序的機組調差系數優化方法及設備。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于暫態電壓靈敏度排序的機組調差系數優化方法，包括以下步驟：

計算受端電網中各機組在不同調差系數時的母線電壓提升率，基于該母線電壓提升率獲得暫態電壓靈敏度指標；

對各機組的暫態電壓靈敏度指標進行從高到低的排序，基于設定的提升效果目標及機組調差系數整定范圍，優先對排序靠前的機組進行調差系數調整，獲得同時滿足電網各運行約束的最優調差系數方案。

進一步地，所述母線電壓提升率的計算公式為：

其中，S為母線電壓提升率，A(K)和A(K₀)分別為調差系數為K和K₀時的暫態電壓穩定指標。

進一步地，所述暫態電壓穩定指標基于各節點電壓在故障后的波動幅度和波動持續時間獲得。

進一步地，所述暫態電壓穩定指標的計算公式為：

其中，A為暫態電壓穩定指標，D為懲罰系數，ω_m為節點權重，ΔT為時域仿真計算步長，k_m,t為暫降系數，V_m(t)為故障后節點m的動態電壓，V_A為考慮負荷用電設備允許電壓偏移量而設定的負荷側最低需求電壓，V_A、V_m(t)均為標幺值，M為節點總數，N為周波總數。

進一步地，所述懲罰系數D的取值通過以下方式確定：

判斷V_m(t)＜0.8的時間是否超過設定值，若是，則D＝100，否則，D＝0。

進一步地，設定值可取10s。