[發明專利]計及電壓穩定的負荷中心網架結構和負荷轉供優化方法、系統、介質及終端

在審

• 申請號: 202210941719.X
• 申請日: 2022-08-08
• 公開（公告）號: CN115207916A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 崔挺;楊丹;胡家華;鄒鑫;左劍;咼虎;戴遠航;沈陽武;陳道君;郭思源;柳永妍;孫杰懿
• 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: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 胡喜舟

本發明提出了一種計及電壓穩定的負荷中心網架結構和負荷轉供優化方法、系統、介質及終端，基于母線短路電流、暫態電壓恢復時間和分區外受電占比，求取暫態電壓穩定關鍵變電站集和薄弱分區；將發電機組旋轉備用容量與期望值的偏差、電壓穩定薄弱分區負荷轉供量最小作為目標，以系統暫態電壓穩定、靜態安全等為約束條件，建立負荷中心網架結構和負荷轉供優化模型；基于關鍵變電站集形成交流線路停運或者站內出串運行優化方案，并結合電壓穩定薄弱分區負荷轉供量與暫態電壓穩定的關系，求取負荷中心主電網結構和電壓穩定薄弱分區負荷轉供最優方案。減小交流故障的暫態沖擊，改善負荷中心電網的暫態穩定性，提高負荷中心發電機組負荷能力。

技術領域

本發明涉及電力系統電壓穩定技術領域，尤其涉及一種計及電壓穩定的負荷中心網架結構和負荷轉供優化方法、系統、介質及終端。

背景技術

電力系統負荷中心主網架緊密，短路沖擊大，采取分區分片的運行方式，使得電壓穩定支撐的能力不強。尤其在特高壓直流饋入負荷密集地區后，電壓穩定問題進一步突出。為保持負荷中心暫態電壓穩定，常規發電機組需預留一定的旋轉備用容量，以增強機組的動態無功支撐能力，但限制了機組的帶負荷能力，降低了供電能力。為此，如何提升負荷中心暫態電壓的穩定水平具有重要實際意義。

目前，主要通過增加動態無功設備，優化機組運行方式，提高負荷中心暫態電壓穩定水平。現有技術中，如何從優化負荷中心網架結構和負荷轉供的角度，提升負荷中心暫態電壓穩定還未有較好的技術手段。

發明內容

本發明提供了一種計及電壓穩定的負荷中心網架結構和負荷轉供優化方法、系統、介質及終端，通過優化負荷中心網架結構和電壓穩定薄弱分區負荷轉供的方式，以減小交流故障的暫態沖擊，改善負荷中心電網的暫態穩定性，提高負荷中心發電機組負荷能力。

第一方面，本發明提供了一種計及電壓穩定的負荷中心網架結構和負荷轉供優化方法，包括，

S1：基于負荷中心主電網母線短路電流，篩選形成關鍵變電站集；在與關鍵變電站集中各變電站相連的交流線路發生三相短路故障后，求取負荷中心暫態電壓穩定恢復時間最長的分區及其恢復時間；根據暫態電壓穩定恢復時間和分區外受電占比排序得到暫態電壓穩定交流故障集和負荷中心電壓穩定薄弱分區；

S2：將發電機組旋轉備用容量與發電機組旋轉備用容量期望值的偏差、電壓穩定薄弱分區負荷轉供量最小為目標，并以系統暫態電壓穩定、靜態安全為約束條件，建立負荷中心網架結構和負荷轉供的優化模型；

S3：基于關鍵變電站集形成交流線路停運或者站內出串運行優化方案，并結合優化模型得到電壓穩定薄弱分區負荷轉供量與暫態電壓穩定的關系，獲得負荷中心主電網結構和電壓穩定薄弱分區負荷轉供最優方案，實現電壓穩定。

進一步地，所述關鍵變電站集的獲得過程如下：

將負荷中心主電網母線短路電流按從大到小的順序排列，將滿足篩選條件的變電站組成關鍵變電站集，篩選條件為

其中，I_si為受端電網短路電流；I_smax為受端電網最大節點短路電流；為負荷中心主電網母線短路電流與其最大母線短路電流的比值。

進一步地，所述暫態電壓穩定交流故障集的獲取具體包括：

依次將與關鍵變電站集中各變電站相聯的交流線路三相短路故障作為暫態穩定故障集；利用時域仿真法求取暫態穩定故障集中各故障的分區電壓恢復時間最大值，并將各故障的分區電壓恢復時間最大值按從大到小的順序排列，形成暫態電壓穩定交流故障集H＝[H₁,H₂,…,H_m]，其中H₁表示故障集中電壓恢復時間最長的故障。

進一步地，所述負荷中心電壓穩定薄弱分區的求取過程具體如下：