一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置 方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，為提高電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，減少有功損耗和 投資，改善電能質(zhì)量，需要合理地配置無功補(bǔ)償裝置，并合理控制其投切，努力實(shí)現(xiàn)"無功電 力分層分區(qū)平衡"的目標(biāo)。無功功率不足或不平衡，一方面導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低，電網(wǎng)穩(wěn)定特 性受到威脅，可能誘發(fā)電壓崩潰等嚴(yán)重故障；另一方面可能危害設(shè)備自身安全，且造成不必 要的投資浪費(fèi)。
[0003]目前，無功補(bǔ)償配置方法基本可歸納為兩大類方法：
[0004] (1)依據(jù)相關(guān)電壓無功電力導(dǎo)則和設(shè)計(jì)規(guī)程，可參照變壓器額定容量按照一定比 例配置無功補(bǔ)償設(shè)備；如《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定"220kV及以下電壓等 級(jí)的變電所中，應(yīng)根據(jù)需要配置無功補(bǔ)償設(shè)備，其容量可按主變壓器容量的〇. 10?〇. 30確 定";這種方法的優(yōu)勢(shì)在于物理意義簡(jiǎn)單明確，指標(biāo)清晰，易于操作，是目前無功補(bǔ)償規(guī)劃的 常用方法；該方法的缺點(diǎn)是用簡(jiǎn)單的比例指標(biāo)進(jìn)行無功補(bǔ)償配置，難以反映電網(wǎng)實(shí)際無功 補(bǔ)償需求，得到的無功補(bǔ)償配置容量相對(duì)較大，在工程上略有投資浪費(fèi)；
[0005] (2)為較為準(zhǔn)確地得到無功補(bǔ)償配置，各種無功優(yōu)化算法得到了極大發(fā)展。無功優(yōu) 化問題是一個(gè)多變量、多約束的混合非線性規(guī)劃問題，其控制變量既有連續(xù)變量如發(fā)電機(jī) 機(jī)端電壓，又有離散變量如電容器/電抗器投切、變壓器分接頭調(diào)整等，其數(shù)值求解的收斂 可靠性及計(jì)算速度是其能否實(shí)用化的關(guān)鍵。但是，互聯(lián)電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及電壓等 級(jí)的不斷提升，特別是特高壓大電網(wǎng)投運(yùn)后，電網(wǎng)覆蓋地域廣大，節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多，無功優(yōu)化 傳統(tǒng)算法和人工智能算法均存在內(nèi)存不足、收斂速度等維數(shù)災(zāi)難問題，且難以尋得全局最 優(yōu)解。此類算法在工程實(shí)際應(yīng)用上尚存在一定問題。
[0006] 此外，隨著電網(wǎng)規(guī)模和輸電容量的不斷擴(kuò)大，以及新型輸電技術(shù)的大量采用，如大 規(guī)模電力電子器件的采用和靈活交流輸電技術(shù)（FACTS)的發(fā)展，使得機(jī)組與系統(tǒng)的控制狀 態(tài)日趨復(fù)雜，許多新的穩(wěn)定性問題也就隨之而來。國(guó)外大互聯(lián)系統(tǒng)中發(fā)生的數(shù)起典型的電 壓崩潰性事故給了我們深刻的警示。各國(guó)學(xué)者對(duì)電壓崩潰性事故的機(jī)理做進(jìn)一步的探索和 研宄，從規(guī)劃階段考慮電壓穩(wěn)定性的約束，完善無功補(bǔ)償配置，建立起更完善的電壓穩(wěn)定性 評(píng)價(jià)體系和預(yù)防性措施，是預(yù)防電壓崩潰風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置方法和裝置，以提 出一種合理的無功補(bǔ)償配置方案。
[0008] 一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置方法， 所述方法包括：
[0009] 獲取搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)；
[0010] 對(duì)所述搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)進(jìn)行無功分層分區(qū)平衡分析，以控制220kV及 以上主變壓器下注功率因數(shù)和各電壓等級(jí)母線電壓在規(guī)定范圍內(nèi)為目標(biāo)，確定無功補(bǔ)償?shù)?初步參數(shù)配置方案；
[0011] 對(duì)所述無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案進(jìn)行暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn) 事故為目標(biāo)，進(jìn)一步修正無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案；
[0012] 對(duì)修正后的無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案進(jìn)行直流故障及新能源送出線路嚴(yán)重故障 校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，進(jìn)一步修正無功補(bǔ)償配置方案，獲取最終的無功補(bǔ)償 的參數(shù)配置方案。
[0013] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置裝 置，所述裝置包括：
[0014] 獲取單元，用于獲取搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)；
[0015] 無功分層分區(qū)平衡分析單元，用于對(duì)所述搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)進(jìn)行無功分 層分區(qū)平衡分析，以控制220kV及以上主變壓器下注功率因數(shù)和各電壓等級(jí)母線電壓在規(guī) 定范圍內(nèi)為目標(biāo)，確定無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案；
[0016] 暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核單元，用于對(duì)所述無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案進(jìn)行暫態(tài)電壓 穩(wěn)定校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，進(jìn)一步修正無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案；
[0017] 直流故障及新能源送出線路校核單元，用于對(duì)修正后的無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案 進(jìn)行直流故障及新能源送出線路嚴(yán)重故障校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，進(jìn)一步修 正無功補(bǔ)償配置方案，獲取最終的無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案。
[0018] 上述技術(shù)方案具有如下有益效果：針對(duì)電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置方法現(xiàn)狀及問題， 提出了一種考慮大規(guī)模新能源接入多直流外送特點(diǎn)的無功補(bǔ)償配置方法，通過無功平衡分 析和暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核的綜合優(yōu)化，提出合理的無功補(bǔ)償配置方案。應(yīng)用本發(fā)明可以提高 無功補(bǔ)償配置方法的準(zhǔn)確性和有效性，避免不必要的投資，減少浪費(fèi)，同時(shí)提高了電網(wǎng)抵抗 電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的能力，提高了電網(wǎng)安全穩(wěn)定高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置方法流程圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置裝置結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例計(jì)算中的寧夏電網(wǎng)某水平年潮流示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例考慮大規(guī)模新能源接入多直流外送特點(diǎn)基于暫態(tài)電壓穩(wěn) 定約束的無功補(bǔ)償配置方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025] 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置方法流 程圖，所述方法包括：
[0026] 101、獲取搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)；
[0027] 102、對(duì)所述搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)進(jìn)行無功分層分區(qū)平衡分析，以控制 220kV及以上主變壓器下注功率因數(shù)和各電壓等級(jí)母線電壓在規(guī)定范圍內(nèi)為目標(biāo)，確定無 功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案；
[0028] 103、對(duì)所述無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案進(jìn)行暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核，以不發(fā)生電壓 失穩(wěn)事故為目標(biāo)，進(jìn)一步修正無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案；
[0029] 104、對(duì)修正后的無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案進(jìn)行直流故障及新能源送出線路嚴(yán)重 故障校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，進(jìn)一步修正無功補(bǔ)償配置方案，獲取最終的無功 補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案。
[0030] 優(yōu)選的，所述以控制220kV及以上主變壓器下注功率因數(shù)和各電壓等級(jí)母線電壓 在規(guī)定范圍內(nèi)為目標(biāo)，確定無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案，包括：以220kV及以上主變壓器 下注功率因數(shù)不低于0. 95為目標(biāo)，配置變壓器無功補(bǔ)償容量，以確定所述無功補(bǔ)償?shù)某醪?參數(shù)配置方案。
[0031] 優(yōu)選的，所述對(duì)所述無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案進(jìn)行暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核，以不 發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，需要考慮的故障集包括：線路三永N-1和/或N-2故障對(duì)電壓穩(wěn) 定性影響的故障。
[0032] 優(yōu)選的，所述對(duì)修正后的無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案進(jìn)行直流故障及新能源送出線 路嚴(yán)重故障校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，需要考慮的故障集包括：直流單極和/或 雙極閉鎖故障及新能源送出線路嚴(yán)重故障對(duì)電壓穩(wěn)定性影響的故障。
[0033] 優(yōu)選的，所述新能源送出線路嚴(yán)重故障包括：新能源送出線路N-3和/或N-4故障 對(duì)電壓穩(wěn)定性影響的故障。
[0034] 如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例一種基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無功補(bǔ)償配置裝置結(jié) 構(gòu)示意圖，所述裝置包括：
[0035] 獲取單元21，用于獲取搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)；
[0036] 無功分層分區(qū)平衡分析單元22,用于對(duì)所述搭建的研宄水平年方式數(shù)據(jù)進(jìn)行無功 分層分區(qū)平衡分析，以控制220kV及以上主變壓器下注功率因數(shù)和各電壓等級(jí)母線電壓在 規(guī)定范圍內(nèi)為目標(biāo)，確定無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案；
[0037] 暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核單元23,用于對(duì)所述無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù)配置方案進(jìn)行暫態(tài)電 壓穩(wěn)定校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，進(jìn)一步修正無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案；
[0038] 直流故障及新能源送出線路校核單元24,用于對(duì)修正后的無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方 案進(jìn)行直流故障及新能源送出線路嚴(yán)重故障校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，進(jìn)一步 修正無功補(bǔ)償配置方案，獲取最終的無功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案。
[0039] 優(yōu)選的，所述無功分層分區(qū)平衡分析單元22,進(jìn)一步用于以220kV及以上主變壓 器下注功率因數(shù)不低于0. 95為目標(biāo)，配置變壓器無功補(bǔ)償容量，以確定所述無功補(bǔ)償?shù)某?步參數(shù)配置方案。
[0040] 優(yōu)選的，所述暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核單元23,進(jìn)一步用于對(duì)所述無功補(bǔ)償?shù)某醪絽?shù) 配置方案進(jìn)行暫態(tài)電壓穩(wěn)定校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn)事故為目標(biāo)，需要考慮的故障集包括： 線路三永N-1和/或N-2故障對(duì)電壓穩(wěn)定性影響的故障。
[0041] 優(yōu)選的，所述直流故障及新能源送出線路校核單元24,進(jìn)一步用于對(duì)修正后的無 功補(bǔ)償?shù)膮?shù)配置方案進(jìn)行直流故障及新能源送出線路嚴(yán)重故障校核，以不發(fā)生電壓失穩(wěn) 事故為目標(biāo)，需要考慮的故障集