[发明专利]基于电网薄弱点的无功优化方法及系统

说明书

本公开提出了基于电网薄弱点的无功优化方法及系统，包括：采用非线性动态系统分析和评估电力系统的动态稳定特性和系统裕度的基值，基于该基值得到电网的薄弱环节；针对电网的薄弱环节计算故障后的PV曲线；基于该PV曲线，针对与有功功率分布有关的元件及与无功功率和电压有关的元件分别进行控制，以优化电压无功控制方案。验证了电网薄弱环节分析方法的可靠性、准确性和精度，验证针对薄弱点实施的无功优化方案在不同的运行方式下，不同的负载情况等条件下的可靠性与准确性。

技术领域

本公开属于电网技术领域，尤其涉及基于电网薄弱点的无功优化方法及系统。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，电力设施的建设不足以满足人们日益增长的需求，电网在大部分的时间里都运行在满负荷甚至超负荷的状态，要保证电力系统安全稳定的运行，在有突然事故发生之后，采取快速安全的控制措施，就必须预先进行电力系统安全稳定分析。电网薄弱环节识别及分析便是电力系统安全稳定分析的重要环节。

电压崩溃过程中最常出现的一个特性就是系统无法满足网络某些节点上的无功需求，从而导致这些节点的电压迅速降低引起一系列连锁反应，最终造成电压崩溃。如果系统中存在一个电压失稳的节点，这个系统就可能是电压失稳的。这些对电压失稳起关键作用的节点被称为关键节点或弱节点。在传输系统中，这些节点一般与恒定电压节点有较远的电气距离。弱节点上的无功储存与无功裕度对于系统的电压稳定有着非常重要的意义。

现有的可控制的设备应与在线电压稳定分析配合，根据电压运行水平和控制策略定量调节，维持电网的电压稳定和电压运行水平，主要包括：分组投切并联补偿器；带负荷调节变压器；带负荷移相器；发电机端电压调节；切负荷等控制策略；发明人在研究中发现，现有控制调节策略存在无法有效调节的电压薄弱点。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了基于电网薄弱点的无功优化方法，分析在不同运行方式下的薄弱点，并针对存在的薄弱点提出具体的无功优化方案，为电网的安全稳定运行提供管理依据。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了基于电网薄弱点的无功优化方法，包括：

采用非线性动态系统分析和评估电力系统的动态稳定特性和系统裕度的基值，基于该基值得到电网的薄弱环节；

针对电网的薄弱环节计算故障后的PV曲线；

基于该PV曲线，针对与有功功率分布有关的元件及与无功功率和电压有关的元件分别进行控制，以优化电压无功控制方案。

进一步的技术方案，在进行电网的薄弱环节判断时，如果系统中存在一个电压失稳的节点，则系统就可能是电压失稳的，这些对电压失稳起关键作用的节点被称为关键节点或弱节点。

进一步的技术方案，弱节点判断时，先确定电压稳定极限，根据电压稳定极限点节点电压及负荷的变化特性来判定弱节点。

进一步的技术方案，弱节点的判定包括：相对电压变化率方法和灵敏度法。

进一步的技术方案，求取弱节点处V-Q曲线的步骤如下：

在弱节点处加入一个虚拟调相机；

将该节点设置为没有无功越限的PV节点；

求取基本潮流并记录该节点电压及相应的虚拟调相机的无功输出；

以一个设定的步长改变节点电压，求取基本潮流，记录相应的虚拟调相机的无功输出；

画出该节点的电压幅值及其相应的无功输出的变化曲线。

进一步的技术方案，无功裕度定义为V-Q曲线上当前运行点与最低点之间的虚拟调相机无功输出的相差值。