一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法，涉及電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的無功評估領(lǐng)域，本發(fā)明針對特定暫態(tài)電壓失穩(wěn)場景，以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓恢復(fù)時間作為電壓支撐效能指標(biāo)，對待評估節(jié)點配置動態(tài)無功源的暫態(tài)電壓支撐效能進行量化評估，建立統(tǒng)一的評估標(biāo)準(zhǔn)，以確定在不同節(jié)點配置動態(tài)無功源對系統(tǒng)暫態(tài)電壓支撐的效能，進而得到動態(tài)無功源的效能量化評估曲線，對合理配置動態(tài)無功源提供參考，以緩解暫態(tài)電壓失穩(wěn)問題。
【專利說明】一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的無功評估領(lǐng)域，特別涉及一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今的電力系統(tǒng)向大機組、大電網(wǎng)、大容量遠距離輸電發(fā)展，而隨著電網(wǎng)的發(fā)展，新技術(shù)和新控制手段的不斷應(yīng)用、輸電線路走廊的日益緊張以及系統(tǒng)運行越來越重載，電壓失穩(wěn)逐漸成為電力系統(tǒng)失穩(wěn)的常見現(xiàn)象，大規(guī)模停電事故時有發(fā)生。
[0003]當(dāng)電力系統(tǒng)在重載的情況下，發(fā)生大擾動(如系統(tǒng)故障、失去發(fā)電機或線路)后，由于感應(yīng)電動機等動態(tài)負荷的存在，以及斷線后大規(guī)模潮流轉(zhuǎn)移引起的損耗增加等影響因素，電力系統(tǒng)容易發(fā)生暫態(tài)電壓失穩(wěn)，嚴(yán)重時則可導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓崩潰，發(fā)生大規(guī)模的停電現(xiàn)象。而動態(tài)無功補償裝置(靜止同步補償器STATC0M等)，可以在一定程度上緩解暫態(tài)過程中電壓的跌落。這是由于動態(tài)無功補償裝置的快速可控性，可以在暫態(tài)電壓失穩(wěn)時提供快速有效的無功支撐。因此，從暫態(tài)電壓穩(wěn)定的角度來考慮動態(tài)無功補償裝置的支撐能力，則更加具有現(xiàn)實意義。
[0004]在電壓失穩(wěn)問題中，無功功率不足是導(dǎo)致電壓跌落的根本原因，因此，需要了解無功功率特性。首先無功功率與有功功率不同:一方面，無功功率需要就地補償，而且不能遠距離傳輸；另一方面，無功功率的主要作用是在于保證電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。此外，同樣容量(例如IMVar)的無功補償配置在電力系統(tǒng)的不同地方將對電力系統(tǒng)的電壓分布產(chǎn)生不同的影響，那么如何評估各種無功功率源的效能則非常重要。針對這一問題，國、內(nèi)外研究學(xué)者在考慮經(jīng)濟因素、電壓穩(wěn)定因素等多個方面，對評估無功功率的效能提出了多種方法。
[0005]評估無功功率效能的方法有:電壓靈敏度法、PV (功率-電壓)曲線、備用發(fā)電量法、以及等價無功補償(ERC-equivalent reactive compensation)法等。電壓靈敏度法可以顯示單位容量的無功源出力對改變電力系統(tǒng)損耗多少的影響，它主要取決于電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和無功源的分布情況；PV曲線法則顯示了單位容量的無功出力可以提高多少傳輸容量，在電力系統(tǒng)重載的情況下，無功源的補償容量達到極限后，電力系統(tǒng)功率傳輸容量也將達到極限，因此靠近負荷的無功源對電力系統(tǒng)有更高的重要性；而備用發(fā)電量法則展示了發(fā)電機的無功備用能力，以及不同發(fā)電機無功出力的效能；在這些方法中，等價無功補償法則可以評價各個無功源對系統(tǒng)的重要性，且具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，通過比較等價無功補償曲線，可以得到無功源的重要程度，即其對應(yīng)的經(jīng)濟價值。
[0006]ERC方法可以得到無功源的效能曲線，而這些曲線則可表明動態(tài)無功源的重要性，該方法的基本思想是:當(dāng)實際動態(tài)無功源出力減少后，電力系統(tǒng)電壓分布和傳輸極限都會發(fā)生改變，通過在所有負荷節(jié)點處設(shè)置虛擬無功源來補償無功功率的不足，使其恢復(fù)到之前的平衡狀態(tài)，所有虛擬無功源的出力之和用來表示無功源的效能。ERC方法在電力市場中得到了有效應(yīng)用，通過對無功源出力多少的價格量化來進行無功采購，可以在電力市場競爭中取得優(yōu)勢。同時ERC方法也可以用來合理安排無功源的出力，優(yōu)化無功配置，提高系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性。ERC方法通過在所有負荷節(jié)點處加設(shè)無功源來提高系統(tǒng)整體電壓水平，屬于基于靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題的無功量化方法，不能對面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功源效能進行有效評估，無法對動態(tài)無功源進行合理配置以緩解電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓失穩(wěn)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法，本發(fā)明實現(xiàn)了對暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功源效能進行有效評估，詳見下文描述:
[0008]一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法，所述方法包括以下步驟:
[0009](1)確定電力系統(tǒng)的運行方式及給定故障，設(shè)定一種暫態(tài)電壓失穩(wěn)場景；
[0010]( 2 )在暫態(tài)電壓失穩(wěn)場景下，計算受端系統(tǒng)n個節(jié)點的電壓跌落值A(chǔ) Ui，并獲取參考節(jié)點m ；
[0011](3)通過待評估節(jié)點j配置動態(tài)無功源，以其動態(tài)無功源容量Qj (k)作為變量，初始值為Qj (0)；
[0012](4)設(shè)定迭代步長X，同時設(shè)定迭代參數(shù)k=0 ；
[0013](5)在動態(tài)無功源容量Qj (k)的作用下，計算電力系統(tǒng)的暫態(tài)電壓恢復(fù)時間為tj，得到等價無功補償容量；
[0014](6)增加迭代參數(shù)k=k+l,此時節(jié)點j的動態(tài)無功源出力為
【權(quán)利要求】
1.一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)確定電力系統(tǒng)的運行方式及給定故障，設(shè)定一種暫態(tài)電壓失穩(wěn)場景； (2)在暫態(tài)電壓失穩(wěn)場景下，計算受端系統(tǒng)n個節(jié)點的電壓跌落值△Ui,并獲取參考節(jié)點Kl ； (3)通過待評估節(jié)點j配置動態(tài)無功源，以其動態(tài)無功源容量Qj(k)作為變量，初始值為Qj(O); (4)設(shè)定迭代步長\，同時設(shè)定迭代參數(shù)k=0； (5)在動態(tài)無功源容量％(k)的作用下，計算電力系統(tǒng)的暫態(tài)電壓恢復(fù)時間為得到等價無功補償容量； (6)增加迭代參數(shù)k=k+l，此時節(jié)點j的動態(tài)無功源出力為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法，其特征在于，所述獲取參考節(jié)點m的步驟具體為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法，其特征在于，所述獲取等價無功補償容量的步驟具體為: 將待評估節(jié)點j動態(tài)無功源容量Q&)置零，調(diào)節(jié)虛擬無功源容量
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)無功效能量化評估方法，其特征在于，所述得到一組動態(tài)無功源的等價無功補償容量QEKe((^(k))的步驟具體為: 當(dāng):
【文檔編號】H02J3/18GK103618322SQ201310651415
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】趙金利, 李巖, 劉喆林, 唐曉駿, 張鑫 申請人:天津大學(xué), 國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)四川省電力公司