基于极限运行方式的无功电压校核方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网无功电压控制技术领域，尤其涉及一种基于极限运行方式的无功 电压校核方法。
【背景技术】
[0002] 在目前的电力系统中，随着负荷不断增长，特高压等各项新增工程不断开展，无功 电压控制面临各种新的挑战。为保障电网电压运行质量，有必要对电网无功电压情况进行 校核，掌握电网无功补偿设备配置情况，校核是否满足相关规定和电压调整需要，对无功优 化、节能降损和AVC系统建设奠定基础。无功电压校核是目前建设智能电网的一项不可或 缺的工作，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。
[0003]目前，对无功电压控制的研究大多集中在无功优化方面，而对无功电压校核方法 的研究较为缺乏，并未提出一种切实可行的电网无功电压校核方法。虽然各地方电网可能 开展过无功电压校核工作，但并未对无功电压校核方法进行提炼总结，该项工作纯靠技术 人员经验，目前并无方法可循。
[0004] 因此，发明一种切实可行的、易于理解和实现、并贴近电网运行实际的无功电压校 核方法具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种基于极限运行方式的无功电压校 核方法，其目的是为了提供一种可以填补无功电压校核方法的空白，为电网运行决策提供 指导的无功电压校核方法。
[0006] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0007] 基于极限运行方式的无功电压校核方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1 :读入所研究电网数据信息。
[0009] 所述数据信息包括以下方面：所研究电网范围内的厂站夏季最大、最小负荷、各机 组夏季最大、最小出力，以及厂站冬季最大、最小负荷、机组冬季最大、最小出力；所研究电 网各厂站无功装置配置情况：无功补偿装置配置情况％_、，变压器档位分接头设置情 况；实际无功运行情况：目前无功补偿装置实际投退情况Q&、Qw目前电压器分接头所处档 位信息；无功控制限制：各电压等级上下限要求1]_、U_，各发电机功率因数限制；其他用 于潮流计算的电网数据。
[0010] 步骤2 :从读入的数据信息中形成四种运行方式，分别计算电压，并选择极限运行 方式。
[0011] 所述运行方式是指电力系统运行方式，根据本系统实际情况，合理使用资源，使整 个系统在安全、优质、经济运行情况下的决策。运行方式表征电网的一种运行状态。本专利 中的运行方式侧重于所研究电网的发电机组出力、运行负荷、无功补偿装置配置等情况。
[0012] 所述形成的四种运行方式包括：
[0013] ①夏季最大负荷，夏季最小出力，实际无功运行情况
[0014] ②冬季最大负荷，冬季最小出力，实际无功运行情况
[0015] ③夏季最小负荷，夏季最大出力，实际无功运行情况
[0016] ④冬季最小负荷，冬季最大出力，实际无功运行情况
[0017] 所述计算电压，是指用高斯-赛德尔法对四种运行方式进行潮流计算，得到各母 线电压，采用公式
其中，Yu、分别为节点导纳矩阵的导纳 值，Yii(i = 1，2,…，η)为节点导纳矩阵的对角元，称为自导纳；Yu (i = 1，2,…，η ; j = 1，2, ···，]! ;i辛j)为节点导纳矩阵的非对角元，称为互导纳；Pi、： ￡/；/分别为节点i、j的电 压，初值均设为1 Z 0° 分别为i节点注入的有功功率、无功功率幅值；jQ i节点 注入功率的虚部，表征注入无功功率幅值和相位；-jQi是由于公式推导时有反相，所以前为 负号；η为节点导纳矩阵的阶数。
[0018] 所述选择极限运行方式是指，在方式①和②中，选择电压水平最低的情况，作为低 电压极限运行方式；在方式③和④中，选择电压水平最高的情况，作为高电压极限运行方 式。
[0019] 步骤3 :分别对两种极限运行方式的电压计算结果进行排序，并与电压运行规定 上下限进行比较，选择一个电压越限最严重的厂站。
[0020] 步骤4:检查该厂站变压器两侧或三侧电压，是否同时越电压上限1]_，或者同时 越电压下限1]_。若电压同时越上限，或同时越下限，则进行下一步操作；否则，在可调整范 围内，调整变压器分接头，之后重新计算该方式电压，回至步骤3。
[0021] 所述检查该厂站变压器两侧或三侧电压是指，若该厂站为两绕组变压器，则检查 变压器两侧电压；若该厂站为三绕组变压器，则检查变压器三侧电压。
[0022] 步骤5 :设定补偿因子ε，计算该厂站无功应补偿量％或(^。
[0023] 所述计算该厂站无功应补偿量采用公式Qc= (Umin_U) ε或仏=(U_Umax) ε，其中， Qc为容性无功应补偿量；为感性无功应补偿量；U为该厂站电压值；U_为电压运行下限； U_为电压运行下限；ε为设定的补偿因子，通常取1-10,可通过实际电网情况得到。若该 厂站电压U低于运行电压下限1]_，则利用公式Qe= (U_-U) ε计算容性无功应补偿量Qc; 若该厂站电压U高于运行电压上限1]_，则利用公式仏=(U-U_) ε计算感性无功应补偿 量ql〇
[0024] 步骤6 :判断无功应补偿量Qe/Q占无功补偿实际已投入量Q &/Qk之和，是否超出 无功补偿配置容量UQk。
[0025] 1)若
成立，判断该变电站附近是否有发电机可在功 率因数限制内调整无功出力，帮助调节电压。
[0026] 若这样的发电机存在，则在功率因数限制内调节发电机无功出力，并投入现有无 功补偿配置容量，之后重新计算该方式电压，回至步骤3 ;
[0027] 若不存在这样的发电机，投入容量为无功应补偿量Qe/(^的无功补偿，并输出记录 该变电站名称，以及该变电站无功应补偿量Qe/(^、无功补偿已投入量Q&AL、无功补偿配置 容量〇。_/仏_。之后进行下一步操作。
[0028] 2)否则，投入最接近无功应补偿量Qe/^的无功补偿容量，进行下一步操作。
[0029] 步骤7 :经上述调整后，重新计算电压，之后回至步骤3 ;
[0030] 上述步骤循环进行，一旦步骤3判断未有电压越限时，则退出程序。
[0031] 所述步骤2中：计算电压也可用牛顿-拉夫逊法等各种计算方法对四种运行方式 进行潮流计算，得到各母线电压，不局限于一种潮流计算方法；
[0032] 牛顿拉夫逊极坐标法中，潮流方程的修正方程为式（1)，由式（1)可推导出电压计 算公式（2)，式（2)各项的具体计算公式为（3)-(10);
[0043] 其中，（2)式中，Δ P为注入有功功率的修正值；Δ Q为注入无功功率的修正值；H、 N、J、L为雅克比矩阵的元素；Δ δ为电压相角修正值，Δ δ 1表征节点i的电压相角修正值， 计算公式为（9)，
为i节点电压相角k+l、k次迭代值，一般初值为0;AU为电压 幅值修正值，A 1^表征节点i的电压幅值修正值，计算公式为（10)，为i节点电 压幅值k+1、k次迭代值，一般初值为1 ;
[0044] (3)、（4)式中Λ Ρρ Δ Qj别为节点i注入有功功率、无功功率的修正值；P 节点i注入有功功率、无功功率实际值，为常数;P1S、Q1S为节点i注入有功功率、无功功率的 计算值而、％为节点i、j的电压幅值；δ ^为节点i、j的电压相角差，δ 1]= δ「δρ διΝS ,为节点i、j的电压相角；Y G Υ。为节点导纳矩阵第i行、第j列的元素，G lP 8^为￥^的实部、虚部；
[0045] (5)-(8)式中，Η1Ρ Ν1Ρ JlP 分别雅克比矩阵H、N、J、L部分第i行、第j列的元 素。
[0046] 本发明的优点及有益效果是：
[0047] 本发明提供的方法，通过对电压极限运行方式进行计算，有效地校核了电网无功 补偿设备配置情况是否满足相关规定和电压调整需要，从而对电网运行决策提供指导；另 外，本方法填补了无功电压校核方法的空白，易于理解和实现、并贴近电网运行实际，适合 在线应用。
【附图说明】
[0048] 图1是本发明基于极限运行方式的无功电压校核方法流程图；
[0049] 图2是本发明实施例提供的电网接线图。
【具体实施方式】
[0050] 下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性 的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0051] 实施例1 :
[0052] 图1是基于极限运行方式的无功电压校核方法流程图。如图1所示，本发明提出 的基于极限运行方式的无功电压校核方法包括：
[