[發明專利]一種基于電壓無功日前預報考慮暫態電壓安全的無功控制方法

在審

• 申請號: 202211582515.8
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115864388A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 趙越;姚維平;鄂志君;牛原;王桂林;楊幫宇;邊疆;王超;劉偉;王森;郭凌旭;周義剛;周連升;李夢一
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/16;H02J3/50;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本發明提供了一種基于電壓無功日前預報考慮暫態電壓安全的無功控制方法，從電網調度中心調度監控系統中采集次日96點電壓無功日前預報斷面數據；依次對96個斷面數據進行N?1故障穩態仿真計算，判斷當前斷面是否暫態失穩；若斷面失穩，則進行動態無功儲備優化計算，對下一個斷面進行計算直到所有96點斷面計算完畢，最終計算出次日96點預報斷面暫態穩定標志集合和對應的動態無功儲備裕度集合；在次日無功電壓控制系統進行無功電壓控制中，在相應控制周期內讀取未來預報斷面暫態穩定標志和對應動態無功儲備裕度進行無功電壓預防控制。能夠在事故發生前針對有可能導致電壓失穩的故障采取預防控制措施。

技術領域

本發明屬于電力系統電壓控制技術領域，尤其涉及一種基于電壓無功日前預報考慮暫態電壓安全的無功控制方法。

背景技術

為了提高電網的安全性與可靠性，需要對電網進行安全分析。安全分析主要包括靜態安全分析與動態安全分析。目前，靜態安全分析的主要手段是通過設置預想故障集，對預想故障集進行評定的方法來分析電網所處的狀態，從而為采取相應的控制措施提供依據。動態安全分析是對事故后動態過程的分析，著眼于系統在假象故障集中有無失去穩定的危險。動態安全分析也就是指評價系統受到大擾動后過渡到新的穩定運行狀態的能力，并給出必要的預防措施和補救方案。

近年來，我國形成了以超/特高壓交直流遠距離大容量輸電為主的西電東送通道，在東部負荷中心則形成了若干個多直流落點的受端電網。隨著受端電網規模的增大，系統的動態無功儲備日顯不足，由故障所引起的暫態電壓穩定問題尤為突出。

比如，一旦換流站附近發生短路故障，有可能由于電壓的跌落引起換流閥發生換相失敗，甚至引發直流閉鎖，造成大規模的功率轉移，進而危及到其它直流輸電系統的正常運行，其后果不堪設想。

發明內容

本發明的目的在于為克服已有技術的不足之處，結合無功電壓日前預報數據，計算出電網暫態穩定情況和動態無功儲備裕度，在此基礎上進行自動電壓的預防性控制，能夠在事故發生前針對有可能導致電壓失穩的故障采取預防控制措施，進而避免事故發生。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：

本發明的第一方面是提供了一種基于電壓無功日前預報考慮暫態電壓安全的無功控制方法，

步驟一、從電網調度中心調度監控系統中采集次日96點電壓無功日前預報斷面數據，然后依次對96個斷面數據進行N-1故障穩態仿真計算；

步驟二、判斷當前斷面是否暫態失穩；

步驟三、若斷面失穩，則進行動態無功儲備優化計算，對下一個斷面進行計算直到所有96點斷面計算完畢，最終計算出次日96點預報斷面暫態穩定標志集合和對應的動態無功儲備裕度集合；

步驟四、在次日無功電壓控制系統進行無功電壓控制中，在相應控制周期內讀取未來預報斷面暫態穩定標志和對應動態無功儲備裕度進行無功電壓預防控制。

所述步驟二判斷當前斷面是否暫態失穩的具體步驟為：

讀入第k個電壓無功日前預報斷面數據，斷面數據中包含電力系統的基礎數據信息以及電網拓撲模型信息，k為當前所在斷面位置；

對當前全網設備進行N-1故障掃描故障暫態仿真計算，得到各故障下的電壓時序軌跡，定義母線暫態電壓穩定性指標，指標的計算公式如下式：

其中v(t)是暫態過程中的母線電壓時序軌跡，TVSI表示母線暫態電壓穩定性指標，t為時間，t₀、T_end分別表示母線電壓v(t)第一次跌落到安全閾值V_th以下以及第一次恢復到V_th以上的時刻，若TVSI＝0表示穩定，TVSI0表示失穩；