[發明專利]基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法及裝置

在審

• 申請號: 202110790549.5
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113690900A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 厲瑜;龍迪;杜寧剛;扎西達娃;陳國華;劉曉明;叢鵬;李斌;梁永翠;杜堯夏;譚鎮東;陳穎;宋炎侃
• 申請（專利權）人: 國網西藏電力有限公司經濟技術研究院;清華大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/16;H02J3/36;G06F30/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

本發明提供一種基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法及裝置，該方法包括：選取任一母線，添加預設值的無功功率，確定所有母線的電壓變化過程，并計算電壓敏感度指數；重復上述選取任一母線，添加預設值的無功功率，以及計算電壓敏感度指數的過程，直至變遍歷所有母線；選取電壓敏感度指數最大的母線，作為調相機的選址結果。該方法通過電壓敏感度指數最大化作為同步調相機的選址參考指標，可以保證該選址具有優秀的無功電壓支撐能力，可以找到最適合于新建調相機的母線位置，為系統的無功電壓支撐提供優化的策略方案。同時結合電磁暫態仿真，可實現快速而準確的電壓敏感度指數計算，提高調相機選址效率。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，尤其涉及一種基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法及裝置。

背景技術

大規模電網在運行中可能出現N-1、N-2故障后電壓失穩的問題，一種解決方案是采用同步調相機為關鍵節點提供無功支撐。同步調相機，本質上是一種運行在特殊工作狀態的同步電機，同步調相機的主要作用是根據電力系統狀態的變化，自動的在電網電壓下降時向電網輸出感性無功功率，在電網電壓上升時吸收電網的感性無功功率，以維持電網無功功率的平衡，保證電網電壓的穩定，提高電力系統的穩定性，改善電網電壓質量。同步調相機，作為常用的無功補償設備之一，有獨特的優勢：同步調相機的使用壽命長，占地面積小。此外，同步調相機的運行穩定性較好，同步調相機本質上是不帶機械負載的同步電動機，從而易于制造和維護。

對于實際電網在運行中可能出現的電壓失穩問題，需要在特定節點處添加同步調相機提供無功支撐。對于成千上萬節點的大規模電力系統而言，新增調相機有很多可以選擇的位置。然而并非所有選址都能有效解決電網電壓失穩問題，各個選址的無功電壓支撐能力存在差別。目前，對于新增同步調相機的選址問題仍然缺乏研究，準確的對同步調相機進行選址，以提高同步調相機的效果，成為亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法及裝置。

本發明提供一種基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法，包括：選取任一母線，添加預設值的無功功率，確定所有母線的電壓變化過程，并計算電壓敏感度指數；重復上述選取任一母線，添加預設值的無功功率，以及計算電壓敏感度指數的過程，直至變遍歷所有母線；選取電壓敏感度指數最大的母線，作為調相機的選址結果；其中，所述電壓敏感度指數，根據添加無功功率后與添加無功功率前，所有母線的電壓變化值與所添加的無功功率確定。

根據本發明一個實施例的基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法，所述確定所有母線的電壓變化過程，包括：通過電磁暫態仿真，確定所有母線的電壓變化過程。

根據本發明一個實施例的基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法，添加預設值的無功功率之前，還包括：通過電磁暫態仿真，確定所有母線的電壓變化過程，作為添加無功功率前的母線電壓，用于計算電壓敏感度指數。

根據本發明一個實施例的基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法，所述添加預設值的無功功率，包括向母線加入對應的電容值實現。

根據本發明一個實施例的基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法，加入的電容值為：

其中，f₀為系統工作頻率，U_i為母線i處的穩態電壓值，q_i為添加的無功功率，i為添加無功功率的母線。

根據本發明一個實施例的基于電壓靈敏度指數的調相機選址方法，所述計算電壓敏感度指數，包括：

其中，為添加無功功率后的母線電壓，為添加無功功率前的母線電壓，q_i為添加的無功功率，i為添加無功功率的母線，j為計算電壓敏感度指數的母線。