CN109066705A - 一种确定无功补偿对电压影响能力的方法 - Google Patents

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佟宇梁
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刘伟航
韩连山
赵树野
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Abstract

本发明公开一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，依据理论计算和仿真分析相结合的思路，首先利用无功补偿容量及短路容量进行理论计算，确定无功补偿对电压的理论影响能力；然后通过仿真计算对理论计算结果进行印证。此种技术方案综合利用了理论计算依据的普遍适用性和仿真分析与实际贴合的特性，提高了无功补偿对电压影响能力分析的准确性，具有提高无功补偿容量设计合理性、提高无功补偿配置经济性等优点。

Description

一种确定无功补偿对电压影响能力的方法
技术领域
本发明属于电力***电压与无功控制领域，特别涉及一种无功功率配置的计算方法，应用于变电站无功补偿装置容量配置。
背景技术
随着电网的电源和负荷的迅猛发展，电网网架也得到了很大的加强，为了满足电力外送及负荷增长需求，以及新能源的接纳，需加快750、500、220、110千伏及以下电网建设，建成以750/500千伏骨干网架为支撑，各级电网协调发展的坚强智能电网。加快推进“特高压和750/500千伏电网建设，为大型煤电及新能源基地开发外送提供坚强的电网支撑，加大配电网建设投入力度，彻底解决低电压配网薄弱问题。
750/500千伏电网输送功率大，传输距离长，无功平衡和电压控制问题相对突出。其中新能源外送集中区域，存在常规火电配比低，地区短路容量偏低，750/500千伏单线送电，新能源出力频繁波动等特点，动态无功补偿问题较为突出。
220千伏电网随着长线路的破口“π接”，电网中电压偏上限运行问题得到好转，但由于电网内局部地区感性无功补偿不足，220千伏***整体电压仍可能偏高运行。同时部分区域220千伏电网还存在如下问题：正常运行时电压波动范围越限问题：大规模风电、光伏接入后，因风电光伏有功波动，造成电压波动越限问题突出，由于动态无功补偿控制配合不协调，使得该问题并没有得到有效缓解。对于短路容量较小的地区电网，抑制电压波动的能力弱，因负荷波动造成的电压越限问题突出。事故后电压越限问题：由于分地区网架仍然比较薄弱，在***联络线、变压器、机组故障跳闸时，引起电压波动越上、下限问题的比较突出。短线高抗过补偿问题：220千伏线路由于破口“π接”，线路长度变短，线路高抗退出后，地区感性无功补偿不足，线路高抗投入时，补偿度又较大。
通过以上分析，针对现有电网内无功配置不合理等情况导致的电压波动、电压越限等情况，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，其可提高无功补偿对电压影响能力分析的准确性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，包括如下步骤：
步骤1，利用无功补偿容量及短路容量进行理论计算，确定无功补偿对电压的理论影响能力；
步骤2，通过仿真计算对理论计算结果进行印证。
上述步骤1中，进行理论计算的过程是：将无功补偿容量与短路容量做除法，得到的结果再与控制点基准电压相乘，得到电压影响的具体值。
上述步骤2中，进行仿真计算的过程是：利用仿真软件模拟无功补偿装置对应容量的无功变化，输出相应的电压变化。
上述方法适用于电容电抗器和动态无功补偿设备。
采用上述方案后，本发明的有益效果是：
(1)本发明提高了无功补偿对电压影响分析的可信度，提高了无功补偿配置的经济性；
(2)本发明避免了因无功补偿配置不合理导致的后期重复施工，提高了整体经济效益；
(3)本发明可用于指导各种无功补偿装置设计，具有普遍的社会效益。
附图说明
图1是采用本发明的SVC控制模型；
图2是变电站66kV侧±120Mvar容量的SVC投退前后电压波动曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
本发明提供一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，通过无功补偿容量与短路容量的对比及理论计算，确定无功补偿对电压的理论影响能力，再通过仿真计算对理论计算结果进行相互印证，提高了无功补偿对电压影响能力分析的准确性。
其中，所述的无功补偿装置不局限于常规电容电抗器，还包含各种动态无功补偿设备；理论计算采用无功补偿容量与计算得到的控制点短路容量进行对比，其比值为电压变化比例，将该比值再乘以控制点基准电压，得到电压影响的具体值，作为理论电压影响能力的评价；仿真计算是指基于电网实际参数，利用可反映电网状态的仿真软件，模拟无功补偿装置投退情况下的电压变化情况，作为仿真计算所得的电压影响能力的评价。
如图1所示，以750千伏巴州站66kV侧240Mvar容量STATCOM配置为例，对本发明提出的确定无功补偿对电压影响能力的方法进行说明，本发明提出的确定无功补偿对电压影响能力的方法由下文提到的计算方法实现。具体如下：
(1)利用简化的电压波动计算公式：计算无功补偿配置容量对电压波动的影响比例。其中ΔU为无功补偿装置配置的容量，SB为研究母线的短路容量。
(2)利用电压变化量计算公式：根据(1)中计算所得d值及控制点额定电压UN计算出电压变化量ΔU，从而得到无功补偿配置容量对电压影响的理论计算值。
(3)采用电力***分析综合程序(PSASP)，基于新疆电网运行方式基础数据，在750kV巴州变的66kV侧安装240Mvar容量的STATCOM。仿真模拟巴州750kV送出线路N-1故障情况下的电压变化情况，比较240Mvar容量STATCOM投运前后的电压变化值以及STATCOM实际输出无功，得到STACOM无功补偿量ΔQ1及对应的电压变化量ΔU1。
(4)分别计算无功、电压比值，即ΔQ/ΔU、ΔQ1/ΔU1，通过对比，验证理论计算与仿真分析结果的一致性。
按照上述变电站无功补偿配置容量计算方法，仿真分析巴州出线N-1故障，故障后的电压恢复情况如图2所示，采取本发明提出的确定无功补偿对电压影响能力的方法能够给出反映实际情况的无功电压相关关系。
综合上述，本发明一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，依据理论计算和仿真分析相结合的思路，通过无功补偿容量与短路容量的对比及理论计算，确定无功补偿对电压的理论影响能力，再通过仿真计算对理论计算结果进行相互印证。本发明综合利用了理论计算依据的普遍适用性和仿真分析与实际贴合的特性，提高了无功补偿对电压影响能力分析的准确性，具有提高无功补偿容量设计合理性、提高无功补偿配置经济性等优点。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，利用无功补偿容量及短路容量进行理论计算，确定无功补偿对电压的理论影响能力；
步骤2，通过仿真计算对理论计算结果进行印证。
2.如权利要求1所述的一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，其特征在于：所述步骤1中，进行理论计算的过程是：将无功补偿容量与短路容量做除法，得到的结果再与控制点基准电压相乘，得到电压影响的具体值。
3.如权利要求1所述的一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，其特征在于：所述步骤2中，进行仿真计算的过程是：利用仿真软件模拟无功补偿装置对应容量的无功变化，输出相应的电压变化。
4.如权利要求1所述的一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，其特征在于：所述方法适用于电容电抗器。
5.如权利要求1所述的一种确定无功补偿对电压影响能力的方法，其特征在于：所述方法适用于动态无功补偿设备。
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