[发明专利]基于遗传算法的串联电容补偿装置不平衡电流优化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力工程技术领域，具体涉及基于遗传算法的串联电容补偿装置不平衡电流优化方法。

背景技术

随着电力系统的发展，输电距离和输送容量在不断增加，虽然可以使水、火等动力资源得到充分合理的利用，但是也导致系统稳定性问题变得日益突出。由于环境保护的制约、大规模电网的互联、电力市场竞争的激烈等原因，电力系统的运行条件越来越接近各种安全稳定极限。稳定性的破坏可能危及整个电力系统，造成严重后果，因此对系统稳定性的要求在不断提高。与此同时，串联补偿技术作为一种提高交流输电系统稳定极限的经济有效的措施，越来越广泛的应用到超高压、特高压远距离输电工程中。

采用串联电容补偿装置不仅能够补偿交流输电线路的电气距离(即线路电抗)，同时可以抑制线路的感性无功对系统电压降及功角差的影响，从而增强线路的输电能力，提高电力系统的稳定性，改善系统运行电压与无功功率平衡条件，并减少线路建设投资，节省输电走廊，减少对环境的电磁污染，使线路的资源得到充分利用。

南方电网超高压南宁分公司所管辖的500kV玉林串补站位于玉林市城北镇西岸村，500kV玉林变电站的东侧，在玉林市城区的西北面离城区约9km，东距寒山水库约2.5km，西距玉林至南宁公路约4.7km。总占地约36亩。500kV玉林串补站是南方电网西电东送网络完善工程中的一个重要串补站，能够进一步提高电网输送能力，提高电网的综合利用效率、安全稳定水平和供电可靠性，降低电网单位输电能力投资，降低输电损耗，从而优化南方电网的技术经济指标。设备规模为在500kV玉林至茂名双线(141km)上加装两套FSC装置，其中，串补度为42％，容量为2×286Mvar。FSC额定容抗为16.55欧/相，额定电流为2400A/相，MOV容量为75MJ/相。FSC装置及相关保护控制系统为德国西门子公司成套产品。玉茂I线FSC于2010年02月02日投入正式运行，玉茂II线FSC于2010年03月19日投入正式运行。

运行期间曾发生两起因不平衡电流过大的事件。事件发生具体情况如下：

(1)玉茂II线串补发生过不平衡电流故障。2011年04月29，500kV玉茂II线串补两套不平衡保护均动作出口，永久旁路。高压班仔细观察电流波形、频率，幅值等，通过对比分析，可初步判断，引发永久旁路的不平衡电流不寻常。首先其频率很高且不固定，达基波的5～10倍；在出现故障电流时刻至跳闸时刻，波形出现多次间断；此外，波形发生畸变，与正弦波差异明显。高压试验班推断，故障原因可能有两种：1)检测不平衡电流的CT及二次电回路存在异常干扰。2)电容器组可能有放电现象。因为，不平衡波形与电弧波形有相似之处。若其放电电流频率高，电流出现间断(对应电压塌陷期)。

(2)2012年4月2日下午14时47分02秒，500kV玉茂I线发生线路C相单相瞬时性接地故障，故障发生后11ms(以下时间均以故障发生时刻为0点)，玉茂I线串补保护MOV高电流动作，同时触发间隙，56.6ms玉茂I线串补C相开关合上，608ms玉茂I线串补C相开关分开(重投成功，开始出现电容不平衡电流，但波形间隔较大，不满足动作条件)，1068ms线路带上负荷电流(玉林、茂名站线路边开关重合闸成功，出现大量电容不平衡电流，波形间隔小，密度大)，1483.7ms玉茂I线串补电容不平衡保护动作出口(根据定值推算，1.4s应该为玉林、茂名站线路中开关重合闸时间，但无实际录波证明)，1520.2ms玉茂I线串补三相永久旁路。之后串补平台转接地，运行人员上平台检查未发现异常，16时32分向总调申请送电，下午18时47分，玉茂I线串补投入，C相电容器组不平衡电流为0.07～0.12A，不平衡电流百分数(不平衡电流/低定值旁路阀值)为18％～31％(线路电流：260～430A)，较故障前有所增长。