[发明专利]扰动恢复中500kV辐射状供电网络负荷最大无功需求快估方法

说明书

一种扰动恢复中500kV辐射状供电网络负荷最大无功需求快估方法，包括以下步骤：1)稳态条件下运行数据计算：1.1主变综合负荷等值阻抗计算；1.2感应电动机等值阻抗标幺值计算；1.3恒阻抗负荷等值阻抗计算；2)500kV变电站供电网络等值电路相关参数计算；3)故障切除时刻相关参数计算；4)故障切除时刻，220kV和110kV变电站10kV侧母线电压估算；5)主网故障后恢复中500kV主变综合负荷最大动态无功需求估算。本发明计算所需基础数据少、速度快、省时省力。

技术领域

本发明涉及一种扰动恢复中500kV辐射状供电网络负荷最大无功需求快估方法，具体指一种主网故障后500kV变电站辐射状供电网络综合负荷最大无功需求(近似认为发生在故障切除时刻)的快速估算方法。

背景技术

电力系统分析计算中，常将电力网覆盖的广大地区内难以胜数的电力用户合并为数量不多的综合负荷，分接在变电站不同电压等级的母线上。电力系统电压稳定性研究中，综合负荷常被表示为不同比例的恒定阻抗和感应电动机的组合。

主变高压侧发生短路故障时，电力系统继电保护装置会迅速切除故障。故障后恢复过程中，综合负荷会产生显著的动态无功需求，其大小取决于故障类型、故障持续时间、负荷特性和系统电压恢复；而系统电压恢复又受交流系统强度和负荷动态无功功率需求的影响，二者相互耦合。对此综合负荷的动态无功需求，需借助电力系统计算分析软件才能实现较为精确的计算，比较费时费力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种扰动恢复中500kV辐射状供电网络负荷最大无功需求快估方法，所针对的故障类型为电力系统最严重的三相金属性接地短路，计算所需基础数据少、速度快、省时省力。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种扰动恢复中500kV辐射状供电网络负荷最大无功需求快估方法，方法中所需基础数据有：

1)500kV变电站主变台数n和高压母线短路电流水平Id，单位kA；

2)正常运行时变电站主变高压侧有功P，单位MW，以及综合负荷中感应电动机的有功占比K_P；

3)感应电动机惯性时间常数T_j，负载率K_L，等值电路标幺参数：定子电阻R_s，定子电抗X_s，励磁电抗X_M，转子电抗X_R，转子电阻R_R；

4)故障持续时间Δt；

所述方法需要使用以下基本公式：

1)感应电动机基本公式

参见图1，感应电动机等值为：依次串联的定子电阻R_s、定子电抗X_s、转子电抗X_R和可变电阻R＝R_R/s，在转子电抗X_R和可变电阻R＝R_R/s两端设有励磁电抗X_M；

感应电动机等值阻抗Z计算如式(1)：

定义变量如式(2)：

则感应电动机等值导纳Y计算如式(3)：

其中，

感应电动机运行电压为V时，消耗的功率P+jQ计算如式(5)：

2)电气元件等值阻抗计算公式