电力系统动态无功补偿设备选址方法及系统与流程

本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种电力系统动态无功补偿设备选址方法及系统。

背景技术：

1、随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。

2、当电力系统发生故障时，受端系统无功支撑能力会降低，而配置无功资源是提升受端系统电压支撑能力的主要手段。在传统电网中，动态无功主要由水电、火电机组提供，大型支撑性电源占比高、开机足，且机组留有一定比例的旋转备用，是电力系统提供动态无功的主力军。而随着新能源的发展和大量新能源发电系统的并网，传统水电、火电机组的开机比例不断下降，给电力系统提供的动态无功越发不足。

3、但是，目前的电力系统无功补偿设备选址方案，针对的是传统的电力系统的静态特性设计的，这类方案并没有考虑到现今电力系统的动态特性，因此现有方案的可靠性和精确性都较差。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种考虑了电力系统动态特性，而且可靠性高、精确性好的电力系统动态无功补偿设备选址方法。

2、本发明的目的之二在于提供一种实现所述电力系统动态无功补偿设备选址方法的系统。

3、本发明提供的这种电力系统动态无功补偿设备选址方法，包括如下步骤：

4、s1.获取目标电力系统的数据信息；

5、s2.设定采样时间，并采样目标电力系统的实时状态信息；

6、s3.根据得到的数据信息，计算目标电力系统中各个节点的节点动态阻抗裕度和节点无功灵敏度；

7、s4.根据步骤s3得到的节点动态阻抗裕度和节点无功灵敏度，计算各个节点的节点动态阻抗裕度，并获取对应的同步调相机候选地址集合；

8、s5.根据同步调相机的特性参数，计算同步调相机运行无功变化量，并根据节点动态阻抗裕度的标幺值更新同步调相机候选地址集合；

9、s6.根据步骤s5得到的最终的同步调相机候选地址集合，完成目标电力系统的动态无功补偿设备的选址。

10、步骤s2所述的设定采样时间，并采样目标电力系统的实时状态信息，具体包括如下步骤：

11、设定采样时间为δt；

12、采集目标电力系统中t时刻各节点电压值ui(t)、各节点复数功率si(t)和各节点无功功率qgki(t)；

13、采集目标电力系统中t+δt时刻各节点电压值ui(t+δt)、各节点复数功率si(t+δt)和各节点无功功率qgki(t+δt)；

14、同时，获取各个节点的自阻抗zii和互阻抗zij。

15、步骤s3所述的根据得到的数据信息，计算目标电力系统中各个节点的节点动态阻抗裕度和节点无功灵敏度，具体包括如下步骤：

16、计算各个节点的电压差值δui(δt)为δui(δt)＝ui(t+δt)-ui(t)；

17、计算各个节点的无功功率差值δqgki(δt)为δqgki(δt)＝qgki(t+δt)-qgki(t)；

18、计算各个节点的节点动态阻抗裕度zi为其中，zii为节点i的自阻抗，si(t)为节点i在时刻t的复数功率，ui(t)为节点i在时刻t的电压值，zij为节点i与节点j的互阻抗，sj(t)为节点j在时刻t的复数功率，uj(t)为节点j在时刻t的电压值，n为节点总数；

19、计算各个节点的节点无功灵敏度αi为其中，ωg为目标电力系统中各个节点的集合；

20、步骤s4所述的根据步骤s3得到的节点动态阻抗裕度和节点无功灵敏度，计算各个节点的节点动态阻抗裕度，并获取对应的同步调相机候选地址集合，具体包括如下步骤：

21、根据步骤s3得到的节点动态阻抗裕度zi和节点无功灵敏度αi，通过现有技术计算得到各个节点的考虑节点无功灵敏度的节点动态阻抗裕度ziα；

22、对节点动态阻抗裕度ziα进行降序排列，并选取前p个节点动态阻抗裕度所对应的节点的所在位置，构成同步调相机候选地址集合ap为ap＝{a1α,...,anα,...,apα}，其中anα为同步调相机候选地址集合ap中的第n个候选地址，且1≤n≤p。

23、步骤s5所述的根据同步调相机的特性参数，计算同步调相机运行无功变化量，并根据节点动态阻抗裕度的标幺值更新同步调相机候选地址集合，具体包括如下步骤：

24、针对同步调相机候选地址集合ap中的第n个节点，根据同步调相机的特性参数，采用如下算式计算得到同步调相机运行无功变化量δqsci(δt)：

25、

26、式中umax为目标电力系统的节点最大电压阈值；x′d′为同步调相机的d轴次暂态电抗；xt为同步调相机的变压器等值电抗；

27、计算第n个节点的节点动态阻抗裕度znα与标幺值1的差值m，并对差值m进行判断：

28、若m＞ε，则按照设定的规则增加同步调相机运行无功变化量，重新计算第n个节点的节点无功灵敏度αn，并返回步骤s4对同步调相机候选地址集合ap进行更新；

29、若m≤ε，则在同步调相机候选地址集合ap中保留第n个节点所对应的地址；ε为设定的阈值。

30、所述的按照设定的规则增加同步调相机运行无功变化量，具体为增加的同步调相机运行无功变化量为2δqscn(δt)。

31、步骤s6所述的根据步骤s5得到的最终的同步调相机候选地址集合，完成目标电力系统的动态无功补偿设备的选址，具体包括如下步骤：

32、根据步骤s5得到的最终的同步调相机候选地址集合ap，选择最佳地址作为目标电力系统的动态无功补偿设备的选址。

33、本发明还提供了一种实现所述电力系统动态无功补偿设备选址方法的系统，包括数据获取模块、数据采样模块、第一计算模块、候选地址计算模块、候选地址更新模块和选址模块；数据获取模块、数据采样模块、第一计算模块、候选地址计算模块、候选地址更新模块和选址模块依次串接；数据获取模块用于获取目标电力系统的数据信息，并将数据信息上传数据采样模块；数据采样模块用于根据接收到的数据信息，设定采样时间，并采样目标电力系统的实时状态信息，并将数据信息上传第一计算模块；第一计算模块用于根据接收到的数据信息，根据得到的数据信息，计算目标电力系统中各个节点的节点动态阻抗裕度和节点无功灵敏度，并将数据信息上传候选地址计算模块；候选地址计算模块用于根据接收到的数据信息，根据得到的节点动态阻抗裕度和节点无功灵敏度，计算各个节点的节点动态阻抗裕度，并获取对应的同步调相机候选地址集合，并将数据信息上传候选地址更新模块；候选地址更新模块用于根据接收到的数据信息，根据同步调相机的特性参数，计算同步调相机运行无功变化量，并根据节点动态阻抗裕度的标幺值更新同步调相机候选地址集合，并将数据信息上传选址模块；选址模块用于根据接收到的数据信息，根据最终的同步调相机候选地址集合，完成目标电力系统的动态无功补偿设备的选址。

34、本发明公开的这种电力系统动态无功补偿设备选址方法及系统，考虑同步调相机无功调节特性参数和电力系统的动态特性，针对专门的无功调节特性开展动态无功地址规划，通过同步调相机无功调节特性参数对候选地址安装集进行修正，考虑了动态无功补偿设备的接入所带来的额外影响，最终选出薄弱节点作为候选地址安装集；因此本发明不仅能够实现电力系统动态无功补偿设备的选址，而且可靠性更高，精确性更好。