[发明专利]基于分层分区原则的城市电网无功电压分析方法

说明书

本发明涉及一种基于分层分区原则的城市电网无功电压分析方法，包括：S1、根据不同电压等级对电网进行分层，以分区的负荷均衡性作为分区优化目标函数建立分区优化数学模型；S2、求解所述分区优化数学模型，获取电网最优分区策略；S3、对电网中的各类产生、消耗无功功率的电气元件进行分类，基于所述电网最优分区策略，利用仿真手段获得电网各分区的无功分布情况。与现有技术相比，本发明具有逻辑结构清晰、实用合理等优点。

技术领域

本发明涉及输电网规划运行技术领域，尤其是涉及一种基于分层分区原则的城市电网无功电压分析方法。

背景技术

上海作为国际化大都市，其用电负荷呈现典型的大都市电网负荷特征：负荷总量大，负荷密度高，用电峰谷差逐年拉大，系统调峰矛盾突出，负荷对电网供电可靠性和供电质量要求较高。由于上海电网本地电源较少，通过“四交四直”输电通道从外部电网受入大量电力，而随着上海电网的受电比例不断增大，受电比例已占最高负荷的40％，其中，四回直流输送容量之和为12720MW，上海已成为典型的大型城市受端电网。

合理的电网结构直接关系到电网的安全、稳定、经济运行。清晰的电网结构，能确使调度人员更加容易掌握和处理电网的安全稳定问题，在技术上、经济上适应电网发展的需要。

分层分区原则是在电力系统发展过程中逐渐形成的。包括：保证电网网架安全；保证可靠供电；满足N-1原则；各分区内应有电源、电压支撑；降低系统短路电流；区域电网之间应具有一定的相互支援的能力。

随着电网系统规模，系统短路容量也随之增加，电网局部故障容易波及其它地区，引起大范围停电事故。为解决这些问题，通常在高一级电网发展到一定规模时将低一级电网分区域解开,也即进行分层分区。分层分区运行是大型电网发展的必然趋势，电网的分层分区运行方式，不仅可以保障电网的安全稳定运行，还可创造可观的技术经济效益和社会效益。而电力系统的无功分布情况直接影响着电力系统的安全运行和稳定。合格的系统电压、合理的无功分布对提高电力系统运行的经济性、安全性和重要性有着重要意义。目前国内对有关电网分层分区的研究较少。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种逻辑结构清晰、实用合理的基于分层分区原则的城市电网无功电压分析方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于分层分区原则的城市电网无功电压分析方法，包括：

S1、根据不同电压等级对电网进行分层，以分区的负荷均衡性作为分区优化目标函数建立分区优化数学模型；

S2、求解所述分区优化数学模型，获取电网最优分区策略；

S3、对电网中的各类产生、消耗无功功率的电气元件进行分类，基于所述电网最优分区策略，利用仿真手段获得电网各分区的无功分布情况。

所述步骤S1中，根据不同电压等级对电网进行分层具体为：将电网分为500kV电压等级电网和220kV及以下电压等级电网两层。

所述步骤S1中，分区优化数学模型的目标函数为使得分区负荷裕度最大，表达式：

max D＝Min(D_n，max-D_n)n＝1,2......N

式中，D_n为分区后第n个分区的负荷，D_n,max为分区后第n个分区的极限可供负荷，N为分区总数目；

分区优化数学模型的目标函数约束条件：