一種提高大比例外受電情景下電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功配置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種提高大比例外受電情景下電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口眾多，系統(tǒng)負(fù)荷大且增長(zhǎng)速度很快的大中城市，城市地區(qū)地域狹小，一次能源資源嚴(yán)重匱乏，受端電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時(shí)，清潔能源大力發(fā)展，外受電比例進(jìn)一步提高。隨著外受電容量日益增大，受端地區(qū)機(jī)組增加速度放緩，負(fù)荷中心地區(qū)日益缺乏動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐，電壓穩(wěn)定性脆弱，因此電壓穩(wěn)定問(wèn)題越來(lái)越受到研究人員的密切關(guān)注。國(guó)內(nèi)各大電網(wǎng)都紛紛開展了電壓穩(wěn)定的研究工作，對(duì)電網(wǎng)的不同運(yùn)行方式進(jìn)行穩(wěn)態(tài)潮流分析、靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、典型負(fù)荷狀態(tài)下的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析，并針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償變化、運(yùn)行方式變化、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化對(duì)電壓穩(wěn)定裕度的影響進(jìn)行敏感性分析，上述這些研究與分析各具特色，使電壓穩(wěn)定問(wèn)題逐步引向深入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種提高大比例外受電情景下電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種提高大比例外受電情景下電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的方法，包括步驟如下:
[0006](I)對(duì)電網(wǎng)受電趨勢(shì)歷史進(jìn)行分析，并依據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)、電源建設(shè)對(duì)電網(wǎng)受電發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到電網(wǎng)外受電比例預(yù)測(cè)結(jié)果；
[0007]①根據(jù)電網(wǎng)年發(fā)電量和年電力消費(fèi)量，計(jì)算出各年受電量和受電比例，得到受電比例逐年變化趨勢(shì)；
[0008]②最大負(fù)荷的預(yù)測(cè)，利用小時(shí)法、負(fù)荷率法預(yù)測(cè)規(guī)劃期最大負(fù)荷的總體發(fā)展水平、分類結(jié)構(gòu)和增長(zhǎng)速度；
[0009]③得到每年凈增機(jī)組發(fā)電量，根據(jù)電源建設(shè)項(xiàng)目及規(guī)劃關(guān)停機(jī)組，通過(guò)差值運(yùn)算得到每年凈增機(jī)組發(fā)電量；
[0010]④結(jié)合最大負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果、電源建設(shè)、電源關(guān)停進(jìn)度，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行電力平衡計(jì)算，若存在電力缺額并考慮缺額全部通過(guò)外部受電解決，得到電網(wǎng)外受電比例預(yù)測(cè)結(jié)果，得到電網(wǎng)受電發(fā)展趨勢(shì)；
[0011](2)確定電網(wǎng)受電通道方案；
[0012]①結(jié)合電網(wǎng)現(xiàn)狀和電網(wǎng)規(guī)劃，得到電網(wǎng)與周邊電網(wǎng)的電氣連接線路，確定電網(wǎng)與周邊電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)通道，
[0013]②根據(jù)區(qū)外電源的建設(shè)進(jìn)度、關(guān)停進(jìn)度及地理位置，確定區(qū)外電網(wǎng)送電組織方式；
[0014]③結(jié)合上述聯(lián)絡(luò)通道和區(qū)外送電組織方式確定受電方向、受電通道；
[0015](3)通過(guò)規(guī)劃受電通道增加電網(wǎng)的外受電比例，直到預(yù)期結(jié)果；
[0016]①采取逐漸減少網(wǎng)內(nèi)220kV電網(wǎng)接入電廠的開機(jī)，按照等比例關(guān)停的原則在全網(wǎng)內(nèi)均勻的關(guān)停機(jī)組，即電廠出力越多，減少的出力也就越多；
[0017]②逐步增加電網(wǎng)外受功率，首先從單一受電通道增加電網(wǎng)外受功率；再者采取混合受電，即從多個(gè)受電通道增加電網(wǎng)外受功率；
[0018]③逐漸減少網(wǎng)內(nèi)電廠開機(jī)、增加電網(wǎng)外受功率，使得電網(wǎng)的外受電比例逐漸增加，直到預(yù)測(cè)結(jié)果；
[0019](4)大比例受電情景下受電通道優(yōu)化方案的確定；
[0020]①受電通道優(yōu)化方案前提條件的確定，隨著外受電比例的增大，電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)個(gè)別線路不滿足N-1原則、個(gè)別站點(diǎn)母線短路電流超標(biāo)的可能性增大，因此本方法選取外受電比例最尚時(shí)電網(wǎng)運(yùn)彳丁方式為考察對(duì)象；
[0021]②利用BPA軟件對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行潮流、穩(wěn)定和短路電流校驗(yàn)，如果潮流、穩(wěn)定和短路均能滿足規(guī)程要求，說(shuō)明電網(wǎng)運(yùn)行方式是合理、可行的，否則需要采取措施來(lái)滿足規(guī)程要求；
[0022]③若出現(xiàn)個(gè)別線路不滿足N-1原則，說(shuō)明此線路或此線路所在輸電通道潮流過(guò)重，采取新建輸電通道，轉(zhuǎn)移潮流以降低此線路或此線路所在輸電通道潮流；
[0023]④若出現(xiàn)個(gè)別站點(diǎn)母線短路電流超標(biāo)，采取變壓器分列運(yùn)行或者斷開某些線路的措施；
[0024]⑤采取措施后，需要重新進(jìn)行潮流、穩(wěn)定和短路電流校驗(yàn)，直到滿足相關(guān)規(guī)程要求；
[0025](5)隨著外受電比例增加，尋找電網(wǎng)中電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域；
[0026]①外受電比例由某一下限值按照一定步長(zhǎng)增長(zhǎng)到某一上限值，每次記錄下電網(wǎng)內(nèi)樞紐站高壓母線值、中壓母線值，并作出電網(wǎng)電壓水平與外受電比例關(guān)系圖；
[0027]②利用靈敏度法進(jìn)行電網(wǎng)電壓薄弱區(qū)域分析，求取當(dāng)系統(tǒng)處于臨界電壓失穩(wěn)點(diǎn)時(shí)亥IJ的靈敏度值，計(jì)算出全網(wǎng)所有站點(diǎn)的d/d(^數(shù)值，確定整個(gè)電網(wǎng)中電壓相對(duì)薄弱區(qū)域；
[0028]③采用V— Q曲線法進(jìn)行電網(wǎng)電壓薄弱區(qū)域分析，確定整個(gè)電網(wǎng)中電壓相對(duì)薄弱區(qū)域；
[0029]④采用P— V曲線法進(jìn)行電網(wǎng)電壓薄弱區(qū)域分析，繪制站點(diǎn)電壓隨節(jié)點(diǎn)負(fù)荷增長(zhǎng)發(fā)生變化的曲線，確定全網(wǎng)所有站點(diǎn)的功率儲(chǔ)備系數(shù)Kp，儲(chǔ)備系數(shù)越小，站點(diǎn)的電壓穩(wěn)定水平越差，以此確定整個(gè)電網(wǎng)中電壓相對(duì)薄弱站點(diǎn)；
[0030](6)提高電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的電壓穩(wěn)定性；
[0031]①提尚受端系統(tǒng)的運(yùn)彳丁電壓，提尚系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性；
[0032]②配置低壓減載措施，提高受端系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性；
[0033]③改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的電壓穩(wěn)定性；
[0034]④增加無(wú)功補(bǔ)償裝置，提高電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的電壓穩(wěn)定性；
[0035](7)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置方案的確定；
[0036]①故障類型的確定，包括線路單相瞬時(shí)故障、三相永久故障、主變壓器故障、發(fā)電機(jī)失磁故障及主變壓器低壓側(cè)無(wú)功設(shè)備故障；
[0037]②考察故障后薄弱站點(diǎn)高壓側(cè)、中壓側(cè)母線電壓恢復(fù)情況；
[0038]③無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝地點(diǎn)的確定；
[0039]④無(wú)功補(bǔ)償裝置類型的確定；
[0040]⑤無(wú)功補(bǔ)償裝置容量的確定；
[0041]⑥綜上分析，最終得出無(wú)功配置方案。
[0042]而且，所述步驟(5)中③步的確定整個(gè)電網(wǎng)中電壓相對(duì)薄弱區(qū)域的具體方法為:首先繪制站點(diǎn)電壓隨無(wú)功功率變化的關(guān)系曲線，運(yùn)行點(diǎn)到臨界穩(wěn)定點(diǎn)的距離越短、曲線斜率越小，說(shuō)明站點(diǎn)電壓受無(wú)功變化影響越大，站點(diǎn)電壓穩(wěn)定水平越差，然后即可以此確定整個(gè)電網(wǎng)中電壓相對(duì)薄弱區(qū)域。
[0043]而且，所述步驟(5)中④步的功率儲(chǔ)備系數(shù)Kp為實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)的負(fù)荷P。與極限功率P_的差值，其中，電壓隨節(jié)點(diǎn)負(fù)荷變化曲線的拐點(diǎn)為穩(wěn)定運(yùn)行的臨界點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷P_為極限功率。
[0044]而且，所述步驟￠)中①步的受端尤其是指末端。
[0045]而且，所述步驟￠)中②步的低壓減載措施具體方法為:在電壓穩(wěn)定問(wèn)題突出的受端電網(wǎng)，提高低壓減負(fù)荷的動(dòng)作電壓，設(shè)定動(dòng)作為0.85p.u.，同時(shí)減小低壓減負(fù)荷的動(dòng)作時(shí)間，通過(guò)減負(fù)荷措施來(lái)加快系統(tǒng)的電壓恢復(fù)。
[0046]而且，所述步驟￠)中③步的具體方法包括:在電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域與主網(wǎng)架之間架設(shè)線路通道。
[0047]而且，所述步驟(6)中④步的增加無(wú)功補(bǔ)償裝置具體為:在500kV變電站加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。
[0048]而且，所述步驟(7)中③步的具體方法為:在電壓薄弱站點(diǎn)及其周邊站點(diǎn)分別裝設(shè)同樣容量、同樣類型的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，模擬不同類型故障發(fā)生，觀察故障后薄弱站點(diǎn)高壓側(cè)、中壓側(cè)母線電壓恢復(fù)情況，并結(jié)合設(shè)備制造能力及工程實(shí)際情況，確定安裝地點(diǎn)。
[0049]而且，所述步驟(7)中④步的具體方法為:確定無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝地點(diǎn)之后，在安裝地點(diǎn)分別裝設(shè)同樣容量的不同類型的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，模擬不同類型故障發(fā)生，觀察故障后薄弱站點(diǎn)高壓側(cè)、中壓側(cè)母線電壓恢復(fù)情況，并結(jié)合設(shè)備經(jīng)濟(jì)造價(jià)及工程實(shí)際情況，確定裝置類型。
[0050]而且，所述步驟(7)中⑤步的具體方法為:在安裝地點(diǎn)分別裝設(shè)同樣類型不同容量的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，不同容量可按照一定容量差值進(jìn)行配置，模擬不同類型故障發(fā)生，觀察故障后薄弱站點(diǎn)高壓側(cè)、中壓側(cè)母線電壓恢復(fù)情況，并結(jié)合設(shè)備經(jīng)濟(jì)造價(jià)及場(chǎng)地?cái)U(kuò)建情況，確定裝置容量大小。
[0051 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0052]本發(fā)明提出一種提高大比例外受