[发明专利]一种电力系统动态无功储备计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无功储备计算方法，具体涉及一种电力系统动态无功储备计算方法。

背景技术

电力系统稳定性指给定运行条件下的电力系统，在受到扰动后，重新回复到运行平衡状态的能力；且多数变量可维持在一定的范围，使整个系统能稳定运行。电力系统稳定性可分为功角稳定、电压稳定和频率稳定三类；其中功角稳定包括：静态稳定、暂态稳定和动态稳定；动态无功储备作为电力系统动态稳定性的重要指标通常存在于发电机、静止无功补偿器(Static Var Compensator，SVC)和静止同步补偿器(Static Var Generator，SVG)等具有动态电压调节能力的设备中，这些未使用的、作为储备形式存在的无功功率，可以在系统发生扰动、无功平衡被破坏、电压下降的时候，快速提供无功支撑，确保母线电压的稳定性，帮助系统恢复无功平衡和电压稳定，提高电力系统暂态稳定水平。

目前电力系统的无功储备容量至今没有明确的定义和计算公式，主要是因为不同的动态无功电源点所处位置不同，其发出的无功对系统电压稳定的作用不同，因此系统无功储备容量不是对这些电源点无功储备容量的简单叠加。同时稳定仿真算法也只能给出动态无功储备不足的定性结果，无法从仿真过程中直接获得动态无功储备的大小。因此提供一种能够根据单一元件动态无功储备指标进行统计，达到快速评估局部及整体电网的动态无功储备指标，发现薄弱环节从而在线调整电力系统运行状态的动态无功储备计算方法显得尤为重要。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种电力系统动态无功储备计算方法，所述方法包括下述步骤：

步骤1：通过并行计算平台对电网进行在线故障集暂态稳定仿真；

步骤2：对所述电网进行动态无功分析；

步骤3：获取有效动态无功设备；以及

步骤4：获取所述有效动态无功设备的无功储备指标。

优选的，通过所述在线故障集暂态稳定仿真对所述电网进行动态无功判定；所述步骤2中对所述电网进行动态无功分析包括：获取电网电压的电压跌落值V_d和电压跌落时间T_d；若所述电压跌落值V_d的标幺值V_dpu＜0.8，T_d＞1s，则所述电网需要进行动态无功补偿；

优选的，对所述电网进行动态无功补偿时，获取待补偿电网环节的方法包括：

通过所述并计算平台输出的暂态稳定分析曲线，确定最低电压值和最低电压母线为所述待补偿电网环节；

通过预设定关键负荷点的电压设置值，若所述暂态稳定分析曲线中所述关键负荷点的实际电压值低于所述电压设置值，则将该关键负荷点作为所述待补偿电网环节；

优选的，所述步骤3中对动态无功设备进行灵敏度分析从而获得所述有效动态无功设备；将所述动态无功设备按其灵敏度由大到小进行排序；将所述排序中前N个所述动态无功设备作为所述有效动态无功设备接入所述电网进行无功补偿；所述并行计算平台对接入所述有效动态无功设备的电网重新进行所述在线故障集暂态稳定仿真；

所述灵敏度分析采用基于故障拓扑分析的灵敏度计算方法；对故障集中的任一个故障条件下的所述电网进行拓扑分析，并计算所述动态无功设备的灵敏度，从而获取所述有效动态无功设备；

优选的，获取所述无功储备指标包括：

通过所述并行计算平台获取所述有效动态无功设备的无功输出变化曲线，并将N个所述有效动态无功设备的无功输出变化曲线进行叠加，得到待补偿电网环节无功变化曲线；

获取所述待补偿电网环节在故障集中任一个故障条件下的所述待补偿电网环节无功变化曲线；所述无功储备指标Q_reserve为所述待补偿电网环节无功变化曲线的峰值Q_max与初始值Q_in的差值Q_reserve＝Q_max-Q_in；

优选的，所述动态无功设备包括静止无功补偿器和静止同步补偿器；

若所述动态无功设备为静止无功补偿器时，所述无功储备指标其中，所述B_svcmax为所述峰值Q_max对应的等效电纳；所述V_ref为所述静止无功补偿器无功输出值为零时的参考电压；