一種電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定水平分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運行與控制領(lǐng)域，特別是一種電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定水平分析方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定評估是電網(wǎng)安全穩(wěn)定計算分析中的重要部分。電壓穩(wěn)定計算分 析的目的是校驗電網(wǎng)的靜態(tài)、暫態(tài)和長過程電壓穩(wěn)定性，研究確定電網(wǎng)的無功補償設(shè)備配 置方案、無功電壓控制策略、低壓減載方案等保證電壓穩(wěn)定性的安全穩(wěn)定措施。
[0003] 截至目前，電壓穩(wěn)定問題的理論體系尚未完善，相關(guān)研究主要集中于靜態(tài)穩(wěn)定方 面。常用的靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法介紹：首先，通過計算各電壓穩(wěn)定安全指標(biāo)(負(fù)荷節(jié)點功 率裕度、區(qū)域功率裕度和全網(wǎng)功率裕度，以及靜態(tài)電壓穩(wěn)定儲備系數(shù)）評價系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定 水平；其次，通過模態(tài)分析或靈敏度分析方法識別電壓穩(wěn)定相對薄弱的區(qū)域；最后，通過在 電壓穩(wěn)定相對薄弱的區(qū)域安裝無功補償裝置或加強區(qū)域網(wǎng)架建設(shè)等措施提升電網(wǎng)靜態(tài)電 壓穩(wěn)定水平。詳見中國發(fā)明專利（申請?zhí)?01010599850. X)。
[0004] 近年來，隨著相角量測單元（PMU)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，利用本地量測數(shù)據(jù)進(jìn) 行的本地電壓穩(wěn)定水平的評估方法逐漸受到重視和應(yīng)用。詳見中國發(fā)明專利（申請?zhí)?200910263112. 5)〇
[0005] 現(xiàn)有的靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法，僅考慮負(fù)荷節(jié)點/區(qū)域功率裕度指標(biāo)大小，未曾 考慮輸電斷面?zhèn)鬏敼β蕵O限指標(biāo)。而實際中，輸電斷面作為本區(qū)域電網(wǎng)與外部電網(wǎng)/電源 相聯(lián)絡(luò)的主要通道，其輸送功率大小對送段/受端電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定水平均會存在一定的影 響。在信息化系統(tǒng)建設(shè)方面，現(xiàn)有技術(shù)對靜態(tài)電壓應(yīng)用多側(cè)重于準(zhǔn)實時電網(wǎng)工況進(jìn)行運行 監(jiān)控。考慮到電壓崩潰的發(fā)展較為緩慢，所以靜態(tài)電壓穩(wěn)定應(yīng)更多的應(yīng)用于電網(wǎng)方式安排、 規(guī)劃電網(wǎng)安全水平評估等方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定水平分析方法，增加了對 區(qū)域電網(wǎng)輸電斷面的考慮，延伸了靜態(tài)電壓穩(wěn)定的考慮范圍。
[0007] 本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定水平分析方法，具體包括以下 步驟： 步驟Sl :確定水平年方式數(shù)據(jù)； 步驟S2 :形成穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)文件； 步驟S3 :根據(jù)步驟S2形成的穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)本件，進(jìn)行基本潮流分析計算，若計算結(jié)果 收斂、潮流分布合理且電壓不越限，則進(jìn)入步驟S4,否則返回步驟Sl ; 步驟S4 :形成預(yù)想事故集； 步驟S5 :靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析； 步驟S6 :薄弱節(jié)點識別； 步驟S7 :制定提升措施。
[0008] 進(jìn)一步的，所述步驟Sl中所述水平年方式包括年最大負(fù)荷方式、年最小負(fù)荷方式 以及電網(wǎng)各檢修方式。較佳的，考慮到一般城市電網(wǎng)在最大負(fù)荷方式下，負(fù)荷無功需求量較 大，末端電壓相對較低；而最小負(fù)荷方式下，電網(wǎng)無功有剩余，電壓相對偏高。所以，一般會 重點考慮上述兩種運行方式。
[0009] 進(jìn)一步的，所述步驟S2具體為：利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立電網(wǎng)(ΠΜ模型與BPA模型的 對照關(guān)系表，然后基于電網(wǎng)E文件，對BPA模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速更新，生成BPA潮流數(shù)據(jù)文 件，進(jìn)而得到穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)文件。
[0010] 進(jìn)一步的，所述步驟S4所述的預(yù)想事故集包括電網(wǎng)正常方式與電網(wǎng)故障方式，所 述電網(wǎng)故障方式包括直流單極閉鎖、直流雙極閉鎖，對外聯(lián)絡(luò)線路N-1、同塔雙回N-2,區(qū)域 內(nèi)線路N-I、區(qū)域內(nèi)線路N-2,區(qū)域內(nèi)主變N-I。
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟S5具體包括以下步驟： 步驟S51 :設(shè)計計算場景； 步驟S52 :確定靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析的結(jié)果指標(biāo)； 步驟S53 :計算步驟S52中的指標(biāo)，并判斷各裕度指標(biāo)是否超標(biāo)，若超標(biāo)則進(jìn)入步驟S6， 否則，返回步驟S1。
[0012] 特別的，場景中需要考慮的內(nèi)容包含：（1)明確要計算的區(qū)域電網(wǎng)范圍、區(qū)內(nèi)和區(qū) 外電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，確定區(qū)域電網(wǎng)范圍；（2)設(shè)定區(qū)域電網(wǎng)范圍內(nèi)負(fù)荷、發(fā)電機組出力增長方 式；（3)設(shè)定電壓范圍標(biāo)準(zhǔn)。
[0013] 進(jìn)一步的，所述靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析的結(jié)果指標(biāo)包括負(fù)荷節(jié)點功率裕度、區(qū)域/全 網(wǎng)功率裕度、靜態(tài)電壓穩(wěn)定儲備系數(shù)以及斷面?zhèn)鬏敼β蕵O限。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟S6具體為：基于步驟S5靜態(tài)電壓穩(wěn)定計算的結(jié)果，在穩(wěn)定極 限點處進(jìn)行模態(tài)分析，確定系統(tǒng)中電壓不穩(wěn)定區(qū)域以及喪失穩(wěn)定的典型特征，進(jìn)而實現(xiàn)薄 弱節(jié)點識別。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟S6具體為：基于步驟S5靜態(tài)電壓穩(wěn)定計算的結(jié)果，在P-V曲 線上任一點進(jìn)行模態(tài)分析，確定系統(tǒng)中電壓不穩(wěn)定區(qū)域以及喪失穩(wěn)定的典型特征，進(jìn)而實 現(xiàn)薄弱節(jié)點識別。
[0016] 進(jìn)一步的，針對一個功率傳輸方案，如果系統(tǒng)不能滿足電壓穩(wěn)定裕度的要求，則需 要在薄弱節(jié)點制定提升措施。所述步驟S7中措施包括預(yù)防控制，如調(diào)節(jié)有載變壓器分接 頭，發(fā)電機運行電壓調(diào)整，并聯(lián)電容電抗投切等；緊急控制，如切負(fù)荷等；以及規(guī)劃建議，如 加強網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、增加本地機組并網(wǎng)等。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明（1)將電網(wǎng)實時監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)文件 處理技術(shù)應(yīng)用到離線分析計算，基于該技術(shù)，能夠利用已有系統(tǒng)數(shù)據(jù)（SCADA系統(tǒng)、負(fù)荷預(yù) 報系統(tǒng)、發(fā)電計劃系統(tǒng)、檢修計劃系統(tǒng)）快速生成電壓穩(wěn)定計算用的數(shù)據(jù)文件，為電網(wǎng)方式 安排、規(guī)劃電網(wǎng)安全水平評估提供便利，省去了人工編制數(shù)據(jù)文件環(huán)節(jié)，大大提高工作效 率；（2)在電網(wǎng)電壓穩(wěn)定評估過程中，除計算負(fù)荷節(jié)點功率裕度、區(qū)域功率裕度、全網(wǎng)功率 裕度以及靜態(tài)電壓穩(wěn)定儲備系數(shù)指標(biāo)外，還重點考慮斷面?zhèn)鬏敼β蕵O限指標(biāo)，增加了對區(qū) 域電網(wǎng)輸電斷面的考慮，延伸了靜態(tài)電壓穩(wěn)定的考慮范圍。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明方法流程圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明實施例中穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)文件形成示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021] 如圖1所示，本實施例提供了一種電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定水平分析方法，具體包括以 下步驟： 步驟Sl :確定水平年方式數(shù)據(jù)； 步驟S2 :形成穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)文件； 步驟S3 :根據(jù)步驟S2形成的穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)本件，進(jìn)行基本潮流分析計算，若計算結(jié)果 收斂、潮流分布合理且電壓不越限，則進(jìn)入步驟S4,否則返回步驟Sl ; 步驟S4 :形成預(yù)想事故集； 步驟S5 :靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析； 步驟S6 :薄弱節(jié)點識別； 步驟S7 :制定提升措施。
[0022] 在本實施例中，所述步驟Sl中所述水平年方式包括年最大負(fù)荷方式、年最小負(fù)荷 方式以及電網(wǎng)各檢修方式。較佳的，考慮到一般城市電網(wǎng)在最大負(fù)荷方式下，負(fù)荷無功需求 量較大，末端電壓相對較低；而最小負(fù)荷方式下，電網(wǎng)無功有剩余，電壓相對偏高。所以，一 般會重點考慮上述兩種運行方式。
[0023] 在本實施例中，所述步驟S2具體為：利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立電網(wǎng)(ΠΜ模型與BPA模 型的對照關(guān)系表，然后基于電網(wǎng)E文件，對BPA模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速更新，生成BPA潮流數(shù) 據(jù)文件，進(jìn)而得到穩(wěn)態(tài)計算數(shù)據(jù)文件。
[0024] 在本實施例中，所述步驟S4所述的預(yù)想事故集包括電網(wǎng)正常方式與電網(wǎng)故障 方式，所述電網(wǎng)故障方式包括直流單極閉鎖、直流雙極閉鎖，對外聯(lián)絡(luò)線路N-1、同塔雙回 N-2,區(qū)域內(nèi)線路N-1、區(qū)域內(nèi)線路N-2,區(qū)域內(nèi)主變N-1。
[0025] 在本實施例中，所述步驟S5具體包括以下步驟： 步驟S51 :設(shè)計計算場景； 步驟S52 :確定靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析的結(jié)果指標(biāo)； 步驟S53 :計算步驟S52中的指標(biāo)，并判斷各裕度指標(biāo)是否超標(biāo)，若超標(biāo)則進(jìn)入步驟S6， 否則，返回步驟S1。
[0026] 特別的，在本實施例中，場景中需要考慮的內(nèi)容包含：（1)明確要計算的區(qū)域電網(wǎng) 范圍、區(qū)內(nèi)和區(qū)外電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，確定區(qū)域電網(wǎng)范圍；(2)設(shè)定區(qū)域電網(wǎng)范圍內(nèi)負(fù)荷、發(fā)電機 組出力增長方式；（3)設(shè)定電壓范圍標(biāo)準(zhǔn)。
[0027] 在本實施例中，所述靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析的結(jié)果指標(biāo)包括負(fù)荷節(jié)點功率裕度、區(qū)域/ 全網(wǎng)功率裕度、靜態(tài)電壓穩(wěn)定儲備系數(shù)以及斷面?zhèn)鬏敼β蕵O限。
[0028] 在本實施例中，所述步驟S6具