[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

摘要

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。

主权项

1.一种扰动恢复中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KP；3，感应电动机惯性时间常数Tj，负载率KL，等值电路标幺参数：定子电阻Rs，定子电抗Xs，励磁电抗XM，转子电抗XR，转子电阻RR；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感应电动机等值为：依次串联的定子电阻Rs、定子电抗Xs、转子电抗XR和可变电阻R＝RR/s，在转子电抗XR和可变电阻R＝RR/s两端设有励磁电抗XM；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若电气元件运行电压为V，消耗的功率为P+jQ,则该电气元件的等值阻抗Z＝r+jx计算如式(6)：其特征是，所述方法包括以下步骤：S1,稳态条件下运行数据计算S1.1主变综合负荷等值阻抗计算根据基础数据中正常运行时变电站主变高压侧有功P，单位MW，并认为P即为主变10kV侧综合负荷消耗的有功功率，功率因数为0.95，得已计及并联电容的主变10kV侧综合负荷消耗的无功Q＝P·tg(cos‑1(0.95))；取综合负荷运行电压V＝1p.u.,根据式(6)求得主变10kV侧综合负荷等值阻抗ZΣ0；S1.2感应电动机等值阻抗标幺值计算取感应电动机端电压V＝1p.u.，有功功率P＝KL p.u.，根据式(2)和式(4)，并令：求得正常运行时感应电动机转子等值电阻：感应电动机初始转差：由式(1)计算感应电动机等值阻抗标幺值ZM*；S1.3恒阻抗负荷等值阻抗ZZ根据基础数据中给出的正常运行时变电站主变高压侧有功P，单位MW，及综合负荷中感应电动机的有功占比K_P，知K_P·P为电动机消耗的有功功率，根据Z_M*对应的功率因数角，求得电动机消耗的无功从主变总负荷功率中减去感应电动机消耗的功率，得恒阻抗负荷消耗的功率，再利用(6)求得恒阻抗负荷等值阻抗ZZ；S2,500kV变电站供电网络等值电路相关参数计算；S3,故障切除时刻相关参数计算；S4,主网故障时500kV主变综合负荷最大动态无功需求估算将U(10)代入(5)式中无功计算式，得500kV主变综合负荷中各种感应电动机动态无功最大值，求和，即为主网故障时500kV主变综合负荷最大动态无功需求；所述的步骤S2具体为：设500kV变电站供电网络的通常形式为：500kV变电站向220kV变电站供电，220kV变电站10kV侧接有综合负荷；220kV变电站再向110kV变电站供电，110kV变电站10kV侧接有综合负荷；将通常形式等值为：主网供电电源经过变比1：E的理想变压器串联系统等值电抗Xs，经输电回路等值阻抗X向综合负荷Z∑0供电的形式；按式(10)估算系统等值电抗Xs：综合负荷与500kV主变高压侧的电气距离按X＝140Ω估算；按照正常运行时综合负荷端电压为1p.u.估算供电回路标幺变比E如式(11)：所述的步骤S3具体为：故障期间感应电动机端电压考虑为零，感应电动机电磁转矩Te＝0，感应电动机负载转矩Tload＝KL，Δt为故障持续时间，据(12)求得故障切除时刻感应电动机转速变化Δω：根据式(13)求得故障结束时刻感应电动机转差：s＝s0‑Δω    (13)；故障结束时刻感应电动机转子电阻：感应电动机功率基准值：由式(1)计算故障切除时刻综合负荷中各类感应电动机负荷的等值阻抗；综合负荷等值阻抗ZΣ为感应电动机和恒阻抗负荷之并联值，计算如式(16)：Z∑＝Π(Z)    (16)；Π表示并联；S4,故障切除时刻，220kV和110kV变电站10kV侧母线电压估算Tj指电动机的惯性时间常数。