一种无功电压分析方法及系统与流程

本发明涉及电力系统电压自动控制技术领域，具体涉及一种无功电压分析方法及系统。

背景技术：

1000kV交流母线工频过电压耐受能力为1130kV，持续时间为30分钟。特高压系统运行时，故障后可能因切除主变进而失去低压电抗器或切除线路进而失去高抗而导致变电站母线电压升高。而随着500kV电网大功率直流的密集馈入，低谷时段尤其是节假日低谷时段，为配合调峰需调停大量机组，削弱了系统无功调节能力，可能导致事故后母线电压升高超过允许数值，因此需要对母线电压进行控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无功电压分析方法及系统，快速准确发现无功电压问题，有效降低特高压1000/500kV系统的运行风险。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种无功电压分析方法，其特点是，用于特高压1000/500kV系统中，该无功电压分析方法包含以下步骤：

步骤S1：获取特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据；

步骤S2：获取特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据；

步骤S3：根据步骤S1和步骤S2，对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估，获得特高压1000/500kV系统的电压可调范围；

步骤S4：判断特高压1000/500kV系统的电压可调范围与特高压1000/500kV系统的电压控制要求是否匹配；

若是，则系统可以正常运行，结束无功电压分析；

若否，则对特高压1000/500kV系统中的调压资源进行维护，返回步骤S3；其中

步骤S1和步骤S2的顺序可换。

所述的步骤S1中还包含根据特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据，对特高压1000/500kV系统的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡，若是，则继续执行后续步骤；若否，则对特高压1000/500kV系统中的无功补偿装置进行维护，返回步骤S1。

所述的步骤S2中还包含根据特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据，对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡，若是，则继续执行后续步骤；若否，则对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功补偿装置进行维护，返回步骤S2。

所述的步骤S3中还包含根据特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据，获得特高压1000/500kV系统中各变电站的无功补偿投切策略，根据特高压1000/500kV系统中各变电站的无功补偿投切策略对故障条件下特高压1000/500kV系统的工频过电压进行分析，获得工频过电压分析结果，并结合特高压1000/500kV系统的电压约束条件，获得特高压1000/500kV系统的电压控制要求。

所述的步骤S3中对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估包含根据调压资源的调压能力评估结果，结合调压资源的实际无功容量，对重载/轻载方式下系统实际电压可调上限/下限进行详细仿真，以判断无功电压是否能够稳定运行。

所述的实际无功容量包含无功补偿容量、组数及机组AVC定值。

所述的调压资源包含机组和无功补偿设备。

一种无功电压分析系统，其特点是，用于特高压1000/500kV系统中，该无功电压分析系统包含：

第一数据获取模块，用于获取特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据；

第二数据获取模块，用于获取特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据；

评估模块，分别与所述的第一数据获取模块及第二数据获取模块连接，用于对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估，获得特高压1000/500kV系统的电压可调范围；

判断模块，与所述的评估模块连接，用于判断特高压1000/500kV系统的电压可调范围与特高压1000/500kV系统的电压控制要求是否匹配；

控制执行模块，若特高压1000/500kV系统的电压可调范围与特高压1000/500kV系统的电压控制要求不匹配，则对特高压1000/500kV系统中的调压资源进行维护。

所述的评估模块中包含无功需求分析单元，分别与所述的第一数据获取模块及第二数据获取模块连接，用于根据特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据，对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡及根据特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据，对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡；性能评估单元，分别与所述的第一数据获取模块、第二数据获取模块及判断模块连接，用于对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估，获得特高压1000/500kV系统的电压可调范围；工频过电压分析单元，分别与所述的第一数据获取模块及判断模块连接，用于根据特高压1000/500kV系统中各变电站的无功补偿投切策略对故障条件下特高压1000/500kV系统的工频过电压进行分析，获得工频过电压分析结果，并结合特高压1000/500kV系统的电压约束条件，获得特高压1000/500kV系统的电压控制要求。

本发明一种无功电压分析方法及系统与现有技术相比具有以下优点：通过仿真分析，及时发现无功电压问题，降低风险，能够满足大功率送电时容性无功需求和小功率送电时感性无功需求，加强对无功补偿设备维护工作，确保可投可用。

附图说明

图1为本发明一种无功电压分析系统的结构框图；

图2为本发明一种无功电压分析方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

一种无功电压分析系统，用于特高压1000/500kV系统中，如图1所示，该无功电压分析系统包含：第一数据获取模块100，用于获取特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据；第二数据获取模块200，用于获取特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据；评估模块300，分别与所述的第一数据获取模块及第二数据获取模块连接，用于对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估，获得特高压1000/500kV系统的电压可调范围；判断模块400，与所述的评估模块连接，用于判断特高压1000/500kV系统的电压可调范围与特高压1000/500kV系统的电压控制要求是否匹配；控制执行模块500，若特高压1000/500kV系统的电压可调范围与特高压1000/500kV系统的电压控制要求不匹配，则对特高压1000/500kV系统中的调压资源进行维护。

在本实施例中，较佳地，所述的评估模块300中包含无功需求分析单元301，分别与所述的第一数据获取模块100及第二数据获取模块200连接，用于根据特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据，对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡及根据特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据，对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡；性能评估单元302，分别与所述的第一数据获取模块100、第二数据获取模块200及判断模块400连接，用于对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估，获得特高压1000/500kV系统的电压可调范围；工频过电压分析单元303，分别与所述的第一数据获取模块100及判断模块400连接，用于根据特高压1000/500kV系统中各变电站的无功补偿投切策略对故障条件下特高压1000/500kV系统的工频过电压进行分析，获得工频过电压分析结果，并结合特高压1000/500kV系统的电压约束条件，获得特高压1000/500kV系统的电压控制要求。

结合上述的无功电压分析系统，本发明还公开了一种无功电压分析方法，用于特高压1000/500kV系统中，该无功电压分析方法包含以下步骤：

步骤S1：获取特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据。

根据特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据，对特高压1000/500kV系统的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡，若是，则继续执行后续步骤；若否，则对特高压1000/500kV系统中的无功补偿装置进行维护，返回步骤S1。

无功平衡分析依据《电力系统电压和无功电力技术导则》(SD325-1989)对于无功补偿度的相关规定，对交流系统无功补偿度进行初步评估，校验是否满足导则要求，并根据典型重载、轻载方式，对特高压1000/500kV系统的无功交换进行详细仿真分析，得出交流系统无功需求(容性、感性)上限。

步骤S2：获取特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据。

根据特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站内高低压并联无功补偿数据、出线充电功率数据，对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功需求进行分析，并判断是否满足无功平衡，若是，则继续执行后续步骤；若否，则对特高压1000/500kV系统中落点近区500kV变电站的无功补偿装置进行维护，返回步骤S2。

步骤S3：根据步骤S1和步骤S2，对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估，获得特高压1000/500kV系统的电压可调范围；根据特高压1000/500kV系统中交流互联电网中线路的充电功率值、电抗值、各变电站内高低压并联无功补偿数据，获得特高压1000/500kV系统中各变电站的无功补偿投切策略，根据特高压1000/500kV系统中各变电站的无功补偿投切策略对故障条件下特高压1000/500kV系统的工频过电压进行分析，获得工频过电压分析结果，并结合特高压1000/500kV系统的电压约束条件，获得特高压1000/500kV系统的电压控制要求。

特高压1000/500kV系统的无功投切策略：无功补偿设备是特高压交流系统的唯一调压资源。依据无功平衡“分层分区、就地平衡”的总原则，将特高压交流系统按站划分无功平衡区，以补偿特高压出线充电功率及主变无功损耗为目标，得出适应于全运行工况下特高压站内无功补偿的投切策略。

工频过电压分析：在给定的运行方式(正常、检修)及相应的投切策略条件下，对特高压元件发生故障后系统电压升高进行详细仿真，得出交流系统事故后电压波动特性，作为各种运行方式下制定电压控制曲线的依据。

对特高压1000/500kV系统中的调压资源的电压调节性能进行评估包含针对实际电网中可供调用的调压资源(机组、无功补偿设备)，从理论上分析其对特高压站内500kV母线的调压性能，作为运行中选取调压手段的依据。根据调压资源(机组和无功补偿设备)的调压能力评估结果，结合调压资源的实际无功容量(无功补偿容量、组数及机组AVC定值)，对重载/轻载方式下系统实际电压可调上限/下限进行详细仿真，以判断无功电压是否能够稳定运行。

步骤S4：判断特高压1000/500kV系统的电压可调范围与特高压1000/500kV系统的电压控制要求是否匹配；

若是，则系统可以正常运行，结束无功电压分析；

若否，则对特高压1000/500kV系统中的调压资源进行维护，返回步骤S3；其中

步骤S1和步骤S2的顺序可换。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。