本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電壓自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無功電壓分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1000kV交流母線工頻過電壓耐受能力為1130kV，持續(xù)時間為30分鐘。特高壓系統(tǒng)運行時，故障后可能因切除主變進(jìn)而失去低壓電抗器或切除線路進(jìn)而失去高抗而導(dǎo)致變電站母線電壓升高。而隨著500kV電網(wǎng)大功率直流的密集饋入，低谷時段尤其是節(jié)假日低谷時段，為配合調(diào)峰需調(diào)停大量機(jī)組，削弱了系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)能力，可能導(dǎo)致事故后母線電壓升高超過允許數(shù)值，因此需要對母線電壓進(jìn)行控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無功電壓分析方法及系統(tǒng)，快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)無功電壓問題，有效降低特高壓1000/500kV系統(tǒng)的運行風(fēng)險。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種無功電壓分析方法，其特點是，用于特高壓1000/500kV系統(tǒng)中，該無功電壓分析方法包含以下步驟：

步驟S1：獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)；

步驟S2：獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)；

步驟S3：根據(jù)步驟S1和步驟S2，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍；

步驟S4：判斷特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍與特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求是否匹配；

若是，則系統(tǒng)可以正常運行，結(jié)束無功電壓分析；

若否，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源進(jìn)行維護(hù)，返回步驟S3；其中

步驟S1和步驟S2的順序可換。

所述的步驟S1中還包含根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡，若是，則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；若否，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的無功補償裝置進(jìn)行維護(hù)，返回步驟S1。

所述的步驟S2中還包含根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡，若是，則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；若否，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功補償裝置進(jìn)行維護(hù)，返回步驟S2。

所述的步驟S3中還包含根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)中各變電站的無功補償投切策略，根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中各變電站的無功補償投切策略對故障條件下特高壓1000/500kV系統(tǒng)的工頻過電壓進(jìn)行分析，獲得工頻過電壓分析結(jié)果，并結(jié)合特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓約束條件，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求。

所述的步驟S3中對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估包含根據(jù)調(diào)壓資源的調(diào)壓能力評估結(jié)果，結(jié)合調(diào)壓資源的實際無功容量，對重載/輕載方式下系統(tǒng)實際電壓可調(diào)上限/下限進(jìn)行詳細(xì)仿真，以判斷無功電壓是否能夠穩(wěn)定運行。

所述的實際無功容量包含無功補償容量、組數(shù)及機(jī)組AVC定值。

所述的調(diào)壓資源包含機(jī)組和無功補償設(shè)備。

一種無功電壓分析系統(tǒng)，其特點是，用于特高壓1000/500kV系統(tǒng)中，該無功電壓分析系統(tǒng)包含：

第一數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)；

第二數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)；

評估模塊，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊及第二數(shù)據(jù)獲取模塊連接，用于對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍；

判斷模塊，與所述的評估模塊連接，用于判斷特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍與特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求是否匹配；

控制執(zhí)行模塊，若特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍與特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求不匹配，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源進(jìn)行維護(hù)。

所述的評估模塊中包含無功需求分析單元，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊及第二數(shù)據(jù)獲取模塊連接，用于根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡及根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡；性能評估單元，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊、第二數(shù)據(jù)獲取模塊及判斷模塊連接，用于對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍；工頻過電壓分析單元，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊及判斷模塊連接，用于根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中各變電站的無功補償投切策略對故障條件下特高壓1000/500kV系統(tǒng)的工頻過電壓進(jìn)行分析，獲得工頻過電壓分析結(jié)果，并結(jié)合特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓約束條件，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求。

本發(fā)明一種無功電壓分析方法及系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：通過仿真分析，及時發(fā)現(xiàn)無功電壓問題，降低風(fēng)險，能夠滿足大功率送電時容性無功需求和小功率送電時感性無功需求，加強(qiáng)對無功補償設(shè)備維護(hù)工作，確保可投可用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種無功電壓分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一種無功電壓分析方法的流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

一種無功電壓分析系統(tǒng)，用于特高壓1000/500kV系統(tǒng)中，如圖1所示，該無功電壓分析系統(tǒng)包含：第一數(shù)據(jù)獲取模塊100，用于獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)；第二數(shù)據(jù)獲取模塊200，用于獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)；評估模塊300，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊及第二數(shù)據(jù)獲取模塊連接，用于對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍；判斷模塊400，與所述的評估模塊連接，用于判斷特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍與特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求是否匹配；控制執(zhí)行模塊500，若特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍與特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求不匹配，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源進(jìn)行維護(hù)。

在本實施例中，較佳地，所述的評估模塊300中包含無功需求分析單元301，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊100及第二數(shù)據(jù)獲取模塊200連接，用于根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡及根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡；性能評估單元302，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊100、第二數(shù)據(jù)獲取模塊200及判斷模塊400連接，用于對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍；工頻過電壓分析單元303，分別與所述的第一數(shù)據(jù)獲取模塊100及判斷模塊400連接，用于根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中各變電站的無功補償投切策略對故障條件下特高壓1000/500kV系統(tǒng)的工頻過電壓進(jìn)行分析，獲得工頻過電壓分析結(jié)果，并結(jié)合特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓約束條件，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求。

結(jié)合上述的無功電壓分析系統(tǒng)，本發(fā)明還公開了一種無功電壓分析方法，用于特高壓1000/500kV系統(tǒng)中，該無功電壓分析方法包含以下步驟：

步驟S1：獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)。

根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡，若是，則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；若否，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的無功補償裝置進(jìn)行維護(hù)，返回步驟S1。

無功平衡分析依據(jù)《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》(SD325-1989)對于無功補償度的相關(guān)規(guī)定，對交流系統(tǒng)無功補償度進(jìn)行初步評估，校驗是否滿足導(dǎo)則要求，并根據(jù)典型重載、輕載方式，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)的無功交換進(jìn)行詳細(xì)仿真分析，得出交流系統(tǒng)無功需求(容性、感性)上限。

步驟S2：獲取特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)。

根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)、出線充電功率數(shù)據(jù)，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功需求進(jìn)行分析，并判斷是否滿足無功平衡，若是，則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟；若否，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中落點近區(qū)500kV變電站的無功補償裝置進(jìn)行維護(hù)，返回步驟S2。

步驟S3：根據(jù)步驟S1和步驟S2，對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍；根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中交流互聯(lián)電網(wǎng)中線路的充電功率值、電抗值、各變電站內(nèi)高低壓并聯(lián)無功補償數(shù)據(jù)，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)中各變電站的無功補償投切策略，根據(jù)特高壓1000/500kV系統(tǒng)中各變電站的無功補償投切策略對故障條件下特高壓1000/500kV系統(tǒng)的工頻過電壓進(jìn)行分析，獲得工頻過電壓分析結(jié)果，并結(jié)合特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓約束條件，獲得特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求。

特高壓1000/500kV系統(tǒng)的無功投切策略：無功補償設(shè)備是特高壓交流系統(tǒng)的唯一調(diào)壓資源。依據(jù)無功平衡“分層分區(qū)、就地平衡”的總原則，將特高壓交流系統(tǒng)按站劃分無功平衡區(qū)，以補償特高壓出線充電功率及主變無功損耗為目標(biāo)，得出適應(yīng)于全運行工況下特高壓站內(nèi)無功補償?shù)耐肚胁呗浴?/p>

工頻過電壓分析：在給定的運行方式(正常、檢修)及相應(yīng)的投切策略條件下，對特高壓元件發(fā)生故障后系統(tǒng)電壓升高進(jìn)行詳細(xì)仿真，得出交流系統(tǒng)事故后電壓波動特性，作為各種運行方式下制定電壓控制曲線的依據(jù)。

對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源的電壓調(diào)節(jié)性能進(jìn)行評估包含針對實際電網(wǎng)中可供調(diào)用的調(diào)壓資源(機(jī)組、無功補償設(shè)備)，從理論上分析其對特高壓站內(nèi)500kV母線的調(diào)壓性能，作為運行中選取調(diào)壓手段的依據(jù)。根據(jù)調(diào)壓資源(機(jī)組和無功補償設(shè)備)的調(diào)壓能力評估結(jié)果，結(jié)合調(diào)壓資源的實際無功容量(無功補償容量、組數(shù)及機(jī)組AVC定值)，對重載/輕載方式下系統(tǒng)實際電壓可調(diào)上限/下限進(jìn)行詳細(xì)仿真，以判斷無功電壓是否能夠穩(wěn)定運行。

步驟S4：判斷特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓可調(diào)范圍與特高壓1000/500kV系統(tǒng)的電壓控制要求是否匹配；

若是，則系統(tǒng)可以正常運行，結(jié)束無功電壓分析；

若否，則對特高壓1000/500kV系統(tǒng)中的調(diào)壓資源進(jìn)行維護(hù)，返回步驟S3；其中

步驟S1和步驟S2的順序可換。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。