[发明专利]多直流集中馈入受端电网的动态无功补偿安装点优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种多直流集中馈入受端电网的动态无功补偿安装点优化方法。

背景技术

多回直流同时馈入同一受端地区是未来受端电网的一个典型特征，如长三角、珠三角等地区未来都将同时有多回直流馈入。多直流馈入受端电网面临的最大风险是电压稳定问题，一旦馈入直流规模过多且集中，则交流系统故障可能导致电电压崩溃。

根据国内外电网的实践经验，安装动态无功补偿是改善电压稳定性的一种有效手段。考虑到长三角、珠三角等地区变电站站址资源有限，老变电站扩建困难等实际情况，大范围安装动态无功补偿以改善电压稳定性并不现实，而且也不经济。因此需要在有限的安装点内，最大程度的改善电压稳定性，如此就需要开展动态无功补偿站点的优化选择研究。目前，仅是靠专家经验提出若干可能的配置方案，然后开展大量的计算分析以进行方案比对并确定的安装点。

开展无功补偿安装优化方法研究之前，需要深入了解多直流集中馈入受端电网电压稳定特性、直流恢复与无功补偿的关系等等。通过对大量的算例进行统计、分析和总结，发现了以下规律和现象：

（1）存在不随故障转移的电压凹陷区：

当系统发生故障，故障清除后能够恢复稳定的情况下，存在恢复最慢的区域；当系统发生故障，故障清除后不能恢复稳定的情况下，存在电压率先失稳的区域，上述两种情况下的恢复最慢区域和率先失稳区域为同一区域，该区域从电压的高低水平来看，即为电压的凹陷区。

（2）直流恢复所需无功主要依赖于本身电容：

系统故障清除后，直流在恢复过程中，需要从系统吸收无功功率，但对于不同的故障、不同稳定恢复情况，同一个直流从系统吸收的无功功率都是有上限的。如果直流从系统吸收最大无功功率后，直流系统电压能够随之恢复，其直流滤波电容提供无功可支撑其继续恢复；如果直流从系统吸收最大无功功率后，直流电压不能恢复，其滤波电容提供无功无法支撑直流继续恢复。

（3）动态无功补偿不增加系统对直流提供的无功总量，只是加快电压恢复速度：

动态无功补偿能在短时间内快速提供无功出力，虽然不能让直流从系统吸收更多的无功，但可以使系统电压恢复速度加快，同时使直流的滤波电容出力增加，有利于直流恢复。另外，动态无功补偿点提高多直流集中馈入受端电网的恢复速度存在饱和点。

综上所述，动态无功补偿重要的是解决布点问题。

动态无功补偿的优化主要是通过指标的量化，分析备选方案的优劣性，从而选择经济性和有效性能够达到合理平衡的安装方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多直流集中馈入受端电网的动态无功补偿安装点优化方法，本发明采用图形化演示仿真计算电压动态变化过程，挖掘多馈入直流受端地区的电压稳定薄弱区域；针对该薄弱区域中的交、直流节点，采用电力系统暂态稳定计算程序，进行逐点无功变化下电压响应计算；根据直流间的相互影响，采用直流间阻抗、直流额定容量作为参数因子，建立了直流权重系数的计算方法，并与电压相应计算结果相结合，计算薄弱区域内节点无功投入效果指标，并按指标大小进行排序；对排序首位的节点安装动态无功补偿装置重新排序，反复循环直至满足排序安装点需求数目为止。该方法提供的结果为安装动态无功补偿的节点顺序，能够确保电网以适度的成本，改善多直流集中馈入受端电网的电压稳定性。该方法对现有的受端电网无功补偿安装点优化方案适应性很强。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种多直流集中馈入受端电网的动态无功补偿安装点优化方法，其改进之处在于，所述方法采用电网地理解线图为背景，图形化演示仿真计算电压动态变化过程，挖掘直流集中馈入受端电网的电压稳定薄弱区域；采用电力系统暂态稳定计算单元，对电压稳定薄弱区域进行逐点无功变化下电压响应计算；对电压稳定薄弱区域内馈入直流进行权重计算，并与无功投入/切除下电压响应计算相结合，计算薄弱区域内节点无功投入效果指标，并按指标大小进行排序；对排序首位的节点安装动态无功补偿装置并重新排序计算，反复循环直至满足安装点需求数目为止；

所述方法包括下述步骤：

A、对直流集中馈入受端电网电压稳定薄弱区域进行挖掘；

B、确定电压稳定薄弱区域逐点无功变化下的电压响应；

C、确定直流权重系数和节点无功投入效果指标，并对节点无功投入效果指标进行排序；

D、排序首位的节点作为动态无功安装点，在该点安装动态无功补偿，重复步骤B-D，直至得出的安装点数目达到允许安装的站点数上限。