一種基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法技術

本發明專利技術屬于電力系統控制技術領域，現有電網內外部條件變化會帶來局部地區高低電壓問題。本發明專利技術提供了一種基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法包括，步驟1：計算片區電網中下層電網高壓母線的無功負荷；步驟2：設定片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍；步驟3：計算片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值；步驟4：判斷片是否存在電壓越限情況；若不存在，則進入步驟7；若存在，則對發生電壓越限的下層電網高壓母線按越限值從大到小依次排序；步驟5：選擇越限值最大的，計算將其無功補償裝置容量Q

A method of reactive power resource allocation based on avoiding voltage over limit

【技術實現步驟摘要】
一種基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法
本專利技術屬于電力系統控制
，更具體地說是一種基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法。
技術介紹
電力系統的運行電壓水平取決于系統無功功率的平衡。合理的無功資源配置方法，在平衡系統無功功率、調節系統運行電壓水平，保證系統電壓質量等諸多方面起到了至關重要的作用。目前電網的無功資源配置主要遵照相關規程規范來開展工作，隨著電網新形勢的發展，電網的內外部條件發生較大的變化。外部條件主要指的是隨著多條交直流特高壓落點后，電網的區外受電比例比較高，隨之省內的機組發電利用小時數銳減，導致無功備用不足。在此惡劣的運行方式下，局部地區可能會出現低電壓現象；內部條件主要指的是城市配電網電纜化率的不斷增高，使得系統處于負荷低谷期時，充電功率過剩，局部地區出現高電壓的問題。為了解決新形勢下電網存在的高低電壓問題，有效的無功資源配置方案顯得十分迫切，尤其在次惡劣運行方式下，內外部條件變化所帶來的局部地區高低電壓問題更為迫切。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服現有電網在新形勢下易出現高低電壓的缺陷，提供一種規避電壓越限的電網無功資源配置方法，以“母線電壓越限值最大”優先配置的原則，給出了適用的無功配置方法。為實現上述目的，本專利技術通過以下技術方案得以實現：一種基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法，包括，步驟1：計算片區電網中下層電網高壓母線的無功負荷；步驟2：設定片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍；步驟3：計算片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值；步驟4：根據步驟2中片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍和步驟3中片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值的計算結果，判斷片區電網中下層電網高壓母線的電壓是否存在電壓越限情況；若不存在，則進入步驟7；若存在，則對發生電壓越限的下層電網高壓母線按越限值從大到小依次排序；步驟5：根據步驟4中的排序結果，選擇越限值最大的下層電網高壓母線，計算將其電壓補償至其電壓限值Ulimit所需要的無功補償裝置容量QN；步驟6：將步驟5中計算出的無功補償容量QN配置在相應的下層電網高壓母線處，返回步驟3；步驟7：計算上層電網高壓母線的功率因素判斷其是否符合上層電網高壓母線的功率因素的要求；若符合，則配置完成；若不符合，則計算上層電網低壓側母線需要配置的無功補償容量Q′0，并按照計算結果配置。進一步地，所述步驟1中對片區電網中的下層電網高壓母線無功負荷的計算公式為：式中，P為下層電網高壓母線其供區內總供電負荷；為其高壓母線的功率因素。進一步地，所述步驟2中對片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍設定如下，2.1將上層電網高壓母線定為PV節點，在高峰負荷時，電壓設定為調度系統可控電壓的下限Ucmin；在低谷負荷時，電壓設定為調度系統可控電壓的上限Ucmax；2.2設定下層電網中所有發電機母線的機端電壓，在高峰負荷時，機端電壓設定為其允許的最大值Ugmax；在低谷負荷時，機端電壓設定為其允許的最小值Ugmin；2.3在高峰和低谷負荷時，分別設定下層電網中各高壓母線的電壓的允許范圍Umin～Umax。進一步地，進行潮流程序計算，所述步驟3中電壓越限值的計算公式如下：ΔU＝|Uact-Ulimit|式中，Uact為潮流計算的實際值，Ulimit為電壓限值；高峰負荷時，Ulimit取值Umin；低谷負荷時，Ulimit取值Umax。進一步地，步驟5中所述的無功補償裝置容量QN的具體計算方法是：5.1將電壓越限值最大的下層電網高壓母線定為PV節點，電壓設為其電壓限值Ulimit，5.2計算出所需要補償的無功功率Qact，則實際所需配置的無功補償裝置容量QN通過下式確定：進一步地，所述步驟7中，所述上層電網高壓母線的功率因素是通過潮流計算的結果得出；對所述上層電網高壓母線的功率因素的要求是，在高峰負荷時，在低谷負荷時，為常數，取自電力系統無功補償配置技術導則。進一步地，所述片區電網是由一個或若干個500千伏、220千伏甚至110千伏變電站為中心組織的供電區域。本專利技術計算了下層電網的無功負荷的同時，在調研了上層電網母線電壓調節限制的基礎上，以“母線電壓越限值最大”優先配置的原則，給出了適用的無功配置方法，解決了內外部條件變化所帶來的局部地區高低電壓問題附圖說明圖1為實施例1結構示意圖。具體實施方式為了更為具體地描述本專利技術，下面結合附圖及具體實施方式對本專利技術的技術方案進行詳細說明。如圖1所示，示出了一種500kV片區電網的標準結構示意圖，其中A、B點為500kV變電所的高壓母線，C、D點為500kV變電所的220kV母線，E、F、G、H、I、J點為220kV變電所的高壓母線。針對上述電網系統，采用本專利技術電網無功資源配置方法，具體過程如下：步驟1：計算片區電網中下層電網高壓母線的無功負荷。根據《電力系統無功補償配置技術導則》相關規定，220kV變電所高壓側功率因素應滿足：在高峰負荷時，在低谷負荷時，其無功負荷計算公式如下：式中，P為220kV變電所高壓母線其供區內總供電負荷；功率因素取0.95；按照上式計算出220kV變電所高壓側無功負荷Q。步驟2：設定片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍。具體設定如下，2.1將500kV高壓母線A、B點定為PV節點。在高峰負荷時，電壓設定為調度系統可控電壓的下限Ucmin＝0.97pu；在低谷負荷時，電壓設定為調度系統可控電壓的上限Ucmax＝1.07pu。2.2設定片區電網中所有發電機母線的機端電壓。在高峰負荷時，O點母線電壓設定為其允許的最大值Ugmax＝1.1pu；在低谷負荷時，O點母線電壓設定為其允許的最小值Ugmin＝1.0pu。2.3在高峰和低谷負荷時，各220kV變電所高壓母線E～J點的電壓允許范圍設為-3％～+7％。步驟3：計算片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值。進行潮流程序計算，分別記錄高峰和低谷負荷時，各220kV變電所高壓母線E～J點的電壓越限情況。其越限值計算公式如下：ΔU＝|Uact-Ulimit|式中，Uact為潮流計算的實際值，Ulimit為電壓限值。步驟4：根據步驟2中片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍和步驟3中片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值的計算結果，判斷片區電網中下層電網高壓母線的電壓是否存在電壓越限情況；若不存在電壓越限，則進入步驟7；若存在電壓越限，則對發生電壓越限的各220kV變電所高壓母線按越限值從大到小依次排序。步驟5：根據步驟4中的排序結果，選擇越限值最大的220kV變電所高壓母線，計算將其電壓補償至其電壓限值Ulimit所需要的無功補償裝置容量QN。將電壓越限值最大的220kV變本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法，包括，/n步驟1：計算片區電網中下層電網高壓母線的無功負荷；/n步驟2：設定片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍；/n步驟3：計算片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值；/n步驟4：根據步驟2中片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍和步驟3中片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值的計算結果，判斷片區電網中下層電網高壓母線的電壓是否存在電壓越限情況；若不存在，則進入步驟7；若存在，則對發生電壓越限的下層電網高壓母線按越限值從大到小依次排序；/n步驟5：根據步驟4中的排序結果，選擇越限值最大的下層電網高壓母線，計算將其電壓補償至其電壓限值U

【技術特征摘要】
1.一種基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法，包括，
步驟1：計算片區電網中下層電網高壓母線的無功負荷；
步驟2：設定片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍；
步驟3：計算片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值；
步驟4：根據步驟2中片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍和步驟3中片區電網中下層電網高壓母線的電壓越限值的計算結果，判斷片區電網中下層電網高壓母線的電壓是否存在電壓越限情況；若不存在，則進入步驟7；若存在，則對發生電壓越限的下層電網高壓母線按越限值從大到小依次排序；
步驟5：根據步驟4中的排序結果，選擇越限值最大的下層電網高壓母線，計算將其電壓補償至其電壓限值Ulimit所需要的無功補償裝置容量QN；
步驟6：將步驟5中計算出的無功補償容量QN配置在相應的下層電網高壓母線處，返回步驟3；
步驟7：計算上層電網高壓母線的功率因素判斷其是否符合上層電網高壓母線的功率因素的要求；若符合，則配置完成；若不符合，則計算上層電網低壓側母線需要配置的無功補償容量Q′0，并按照計算結果配置。


2.根據權利要求1所述的基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法，其特征在于：所述步驟1中對片區電網中的下層電網高壓母線無功負荷的計算公式為：



式中，P為下層電網高壓母線其供區內總供電負荷；為其高壓母線的功率因素。


3.根據權利要求2所述的基于規避電壓越限的電網無功資源配置方法，其特征在于：所述步驟2中對片區電網中下層電網高壓母線的電壓允許范圍設定如下，
2.1將上層電網高壓母線定為PV節點，在高峰負荷時，電壓設定為調度系統可控電壓的下限Ucmin；在低谷負荷時，電壓設定為調度系統可控電壓的上限Ucmax；
2.2設定下層電網中所有發電機母線的機端電壓，在高峰...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何英靜，李繼紅，鄭偉民，
申請(專利權)人：國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院，國網浙江省電力有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33