專利名稱：一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地方小電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程及設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
如圖1所示，其中的長距離聯(lián)絡(luò)線可產(chǎn)生大量充電無功。該充電無功可能導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)線工頻過電壓超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1.3pu的允許值；若小電網(wǎng)內(nèi)含有小型發(fā)電機(jī)，則還可能引發(fā)發(fā)電機(jī)自勵磁。一般采用線路高抗來補(bǔ)償線路的充電無功。在工程設(shè)計時，需要確定高抗容量和安裝的位置。目前高抗容量一般取為線路總充電無功的60% 70%，而決定高抗位置的因素是線路的工頻過電壓水平。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)以線路一側(cè)斷路器無故障跳閘和單相接地跳閘兩種工況作為校核線路工頻過電壓的條件。目前的做法是:利用電磁暫態(tài)仿真方法得出上述兩種工況的工頻過·電壓水平，選在工頻過電壓較高的一側(cè)安裝高抗。例如當(dāng)斷路器BI無故障或單相接地故障跳閘后，在聯(lián)絡(luò)線的懸空端產(chǎn)生的工頻過電壓高于斷路器B2跳閘的情況，則高抗應(yīng)該安裝在聯(lián)絡(luò)線的斷路器BI偵U。線路的工頻過電壓大小與線路兩側(cè)的系統(tǒng)強(qiáng)弱有關(guān)，還和聯(lián)絡(luò)線的初始潮流大小和方向有關(guān)。通常線路受端的工頻過電壓高于送端，強(qiáng)系統(tǒng)帶長線跳閘在線路末端產(chǎn)生的單相接地工頻過電壓高于弱系統(tǒng)。弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)具有如下兩個最顯著的特點(diǎn):其一是聯(lián)絡(luò)線潮流方向基本不變，都是由主網(wǎng)向受端小電網(wǎng)供電；其二是聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)系統(tǒng)的強(qiáng)度差異巨大，主網(wǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于地方小電網(wǎng)。這兩個因素的綜合作用，使得聯(lián)絡(luò)線地方小電網(wǎng)一側(cè)的工頻過電壓高于另一側(cè)，因此高抗也通產(chǎn)配置于地方小電網(wǎng)側(cè)，如圖2所示。地方小電網(wǎng)內(nèi)的小型發(fā)電機(jī)容量很小，一旦外部系統(tǒng)存在富裕的充電無功，注入發(fā)電機(jī)后都可能引發(fā)自勵磁。因此需要對外部系統(tǒng)充電無功進(jìn)行過補(bǔ)償，即QPQ。，其中Q1是感性無功補(bǔ)償容量，Qc是線路充電容量。而考慮到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速波動，和電容電感參數(shù)隨系統(tǒng)頻率變化的特點(diǎn)，無功補(bǔ)償量應(yīng)該進(jìn)一步滿足Q1/!.1>1.1Q。，其含義是當(dāng)系統(tǒng)頻率上升到
1.1pu時，仍能保證對線路充電無功的過補(bǔ)償，沒有富裕無功注入發(fā)電機(jī)。線路高抗補(bǔ)償度僅為線路充電無功的60% 70%，而防范自勵磁要求補(bǔ)償度大于121%，不足的部分需要通過地方電網(wǎng)內(nèi)的低壓電抗器實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，這將造成地方電網(wǎng)內(nèi)感性無功設(shè)備集中布置的局面。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，由于地方小電網(wǎng)發(fā)電機(jī)容量太小，無功發(fā)電能力有限，發(fā)出的無功無法與上述感性無功相平衡，因此需要通過聯(lián)絡(luò)線從系統(tǒng)側(cè)引入大量無功。長距離聯(lián)絡(luò)線上無功的大量傳輸，將產(chǎn)生很大的有功損耗和電壓損耗，一方面影響運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，另一方面更可能導(dǎo)致地方電網(wǎng)電壓不滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法，解決地方電網(wǎng)的充電無功超標(biāo)和發(fā)電機(jī)容易引發(fā)自勵磁的問題。
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法，包括以下步驟:建立系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型:收集系統(tǒng)參數(shù)，基于電磁暫態(tài)建模方法，建立弱聯(lián)系小電網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)線的詳細(xì)模型和主網(wǎng)的等值模型；確定聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Q。和高抗補(bǔ)償量Qhl，仿真獲得聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Q。，利用關(guān)系Qhl = 0.7Q。計算高抗的總補(bǔ)償量；確定聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl2，采用仿真方法計算聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的工頻過電壓，從零逐漸增大聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量，隨著高抗容量上升，線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的工頻過電壓水平不高于1.3pu的最小高抗容量作為聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的設(shè)計容量Q112 ；確定聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll,應(yīng)用關(guān)系式Qhll=Qhl-Qhl2可以算得聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll ；根據(jù)聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll和聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl2布置弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的高抗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)系統(tǒng)自勵磁防護(hù)需求決定系統(tǒng)總的無功補(bǔ)償需求，依據(jù)線路高抗補(bǔ)償?shù)囊话阍瓌t，確定線路兩側(cè)高抗總的補(bǔ)償度，根據(jù)輸電線路工頻過電壓水平?jīng)Q定線路小電網(wǎng)側(cè)高抗的容量，利用前兩者之差確定線路系統(tǒng)側(cè)的高抗容量，綜合考慮地方電網(wǎng)自勵磁防控和工頻過電壓抑制的需求，同時兼顧系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)壓特性，以使此類電網(wǎng)的潮流和電壓分布更加合理。


圖1是典型的地方小電網(wǎng)經(jīng)過長距離聯(lián)絡(luò)線與主網(wǎng)相連的結(jié)構(gòu)圖。圖2為常規(guī)的聯(lián)絡(luò)線高抗配置方法示意圖。圖3為常規(guī)的地方小電網(wǎng)感性無功集中配置示意圖。圖4為本發(fā)明一個實(shí)施例的聯(lián)絡(luò)線高抗配置示意圖。圖5為本發(fā)明一個實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。傳統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法是依據(jù)工頻過電壓水平來確定高抗的位置的，高抗的容量取線路總充電無功的60% 70%。但實(shí)際上，僅以抑制線路工頻過電壓不需要高抗的容量達(dá)到這個水平，往往僅需20% 30%的高抗就可以將工頻過電壓限制到1.3pu以下。因此本發(fā)明提出在聯(lián)絡(luò)線兩端均安裝高抗的方案，如圖4所示。使聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的總量和聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的總?cè)萘窟_(dá)到聯(lián)絡(luò)線總充電無功的60% 70%，不會改變線路的特性。圖5示出了本發(fā)明一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法的一個實(shí)施例:一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法，包括以下步驟:建立系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型:收集系統(tǒng)參數(shù)，基于電磁暫態(tài)建模方法，建立弱聯(lián)系小電網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)線的詳細(xì)模型和主網(wǎng)的等值模型；確定聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Q。和高抗補(bǔ)償量Qhl，仿真獲得聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Q。，利用關(guān)系Qhl = 0.7Q。計算高抗的總補(bǔ)償量；確定聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗(圖中為高抗2)的容量Qhl2，采用仿真方法計算聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的工頻過電壓，從零逐漸增大聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量(即設(shè)定高抗2初始容量Qhl2為0)，隨著高抗容量上升，線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的工頻過電壓水平不高于1.3pu的最小高抗容量作為聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的設(shè)計容量Qhl2 ；確定聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗(圖中為高抗I)的容量Qhll,應(yīng)用關(guān)系式Qhll=Qhl-Qhl2可以算得聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll ；根據(jù)聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll和聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl2布置弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的高抗。根據(jù)本發(fā)明一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法的另一個實(shí)施例，聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Q。也可以采用經(jīng)驗(yàn)值估算，各電壓等級輸電線路的充電無功經(jīng)驗(yàn)值如下表，線路總的充電無功等于表中數(shù)據(jù)與線路長度的乘積，
權(quán)利要求
1.一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法，其特征在于包括以下步驟: 建立系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型:收集系統(tǒng)參數(shù)，基于電磁暫態(tài)建模方法，建立弱聯(lián)系小電網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)線的詳細(xì)模型和主網(wǎng)的等值模型； 確定聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Q。和高抗補(bǔ)償量Qhl，仿真獲得聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Q。，利用關(guān)系Qhl = 0.7Q。計算高抗的總補(bǔ)償量； 確定聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl2，采用仿真方法計算聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的工頻過電壓，從零逐漸增大所述聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量，隨著高抗容量上升，線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的工頻過電壓水平不高于1.3pu的最小高抗容量作為所述聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的設(shè)計容量Qhl2 ；確定聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll,應(yīng)用關(guān)系式Qhll=Qhl-Qhl2可以算得所述聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll ； 根據(jù)聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhll和聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl2布置弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的高抗。
全文摘要
本發(fā)明涉及方小電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程及設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線高抗補(bǔ)償方法，包括以下步驟建立系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真模型，確定聯(lián)絡(luò)線的充電無功總量Qc和高抗補(bǔ)償量Qhl，確定聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl2的容量Qhl2，確定聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl1，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線主網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl1和聯(lián)絡(luò)線受端小電網(wǎng)側(cè)的并聯(lián)高抗的容量Qhl2布置弱聯(lián)系受端小電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的高抗。本發(fā)明綜合考慮地方電網(wǎng)自勵磁防控和工頻過電壓抑制的需求，同時兼顧系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)壓特性，以使此類電網(wǎng)的潮流和電壓分布更加合理。
文檔編號H02J3/20GK103166237SQ201310064038
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者張華 , 丁理杰, 湯凡 申請人:四川電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司