一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置 方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在保证电网安全稳定运行的基础上，为提高电网运行经济效益，减少有功损耗和 投资，改善电能质量，需要合理地配置无功补偿装置，并合理控制其投切，努力实现"无功电 力分层分区平衡"的目标。无功功率不足或不平衡，一方面导致系统电压降低，电网稳定特 性受到威胁，可能诱发电压崩溃等严重故障；另一方面可能危害设备自身安全，且造成不必 要的投资浪费。
[0003]目前，无功补偿配置方法基本可归纳为两大类方法：
[0004] (1)依据相关电压无功电力导则和设计规程，可参照变压器额定容量按照一定比 例配置无功补偿设备；如《电力系统电压和无功电力技术导则》规定"220kV及以下电压等 级的变电所中，应根据需要配置无功补偿设备，其容量可按主变压器容量的〇. 10?〇. 30确 定";这种方法的优势在于物理意义简单明确，指标清晰，易于操作，是目前无功补偿规划的 常用方法；该方法的缺点是用简单的比例指标进行无功补偿配置，难以反映电网实际无功 补偿需求，得到的无功补偿配置容量相对较大，在工程上略有投资浪费；
[0005] (2)为较为准确地得到无功补偿配置，各种无功优化算法得到了极大发展。无功优 化问题是一个多变量、多约束的混合非线性规划问题，其控制变量既有连续变量如发电机 机端电压，又有离散变量如电容器/电抗器投切、变压器分接头调整等，其数值求解的收敛 可靠性及计算速度是其能否实用化的关键。但是，互联电力系统规模的不断扩大及电压等 级的不断提升，特别是特高压大电网投运后，电网覆盖地域广大，节点数目众多，无功优化 传统算法和人工智能算法均存在内存不足、收敛速度等维数灾难问题，且难以寻得全局最 优解。此类算法在工程实际应用上尚存在一定问题。
[0006] 此外，随着电网规模和输电容量的不断扩大，以及新型输电技术的大量采用，如大 规模电力电子器件的采用和灵活交流输电技术（FACTS)的发展，使得机组与系统的控制状 态日趋复杂，许多新的稳定性问题也就随之而来。国外大互联系统中发生的数起典型的电 压崩溃性事故给了我们深刻的警示。各国学者对电压崩溃性事故的机理做进一步的探索和 研宄，从规划阶段考虑电压稳定性的约束，完善无功补偿配置，建立起更完善的电压稳定性 评价体系和预防性措施，是预防电压崩溃风险的重要手段。
【发明内容】
[0007] 本发明实施例提供一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法和装置，以提 出一种合理的无功补偿配置方案。
[0008] 一方面，本发明实施例提供了一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法， 所述方法包括：
[0009] 获取搭建的研宄水平年方式数据；
[0010] 对所述搭建的研宄水平年方式数据进行无功分层分区平衡分析，以控制220kV及 以上主变压器下注功率因数和各电压等级母线电压在规定范围内为目标，确定无功补偿的 初步参数配置方案；
[0011] 对所述无功补偿的初步参数配置方案进行暂态电压稳定校核，以不发生电压失稳 事故为目标，进一步修正无功补偿的参数配置方案；
[0012] 对修正后的无功补偿的参数配置方案进行直流故障及新能源送出线路严重故障 校核，以不发生电压失稳事故为目标，进一步修正无功补偿配置方案，获取最终的无功补偿 的参数配置方案。
[0013] 另一方面，本发明实施例提供了一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置装 置，所述装置包括：
[0014] 获取单元，用于获取搭建的研宄水平年方式数据；
[0015] 无功分层分区平衡分析单元，用于对所述搭建的研宄水平年方式数据进行无功分 层分区平衡分析，以控制220kV及以上主变压器下注功率因数和各电压等级母线电压在规 定范围内为目标，确定无功补偿的初步参数配置方案；
[0016] 暂态电压稳定校核单元，用于对所述无功补偿的初步参数配置方案进行暂态电压 稳定校核，以不发生电压失稳事故为目标，进一步修正无功补偿的参数配置方案；
[0017] 直流故障及新能源送出线路校核单元，用于对修正后的无功补偿的参数配置方案 进行直流故障及新能源送出线路严重故障校核，以不发生电压失稳事故为目标，进一步修 正无功补偿配置方案，获取最终的无功补偿的参数配置方案。
[0018] 上述技术方案具有如下有益效果：针对电力系统无功补偿配置方法现状及问题， 提出了一种考虑大规模新能源接入多直流外送特点的无功补偿配置方法，通过无功平衡分 析和暂态电压稳定校核的综合优化，提出合理的无功补偿配置方案。应用本发明可以提高 无功补偿配置方法的准确性和有效性，避免不必要的投资，减少浪费，同时提高了电网抵抗 电压失稳风险的能力，提高了电网安全稳定高效经济运行水平。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明实施例一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法流程图；
[0021] 图2为本发明实施例一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置装置结构示意 图；
[0022] 图3为本发明应用实例计算中的宁夏电网某水平年潮流示意图；
[0023]图4为本发明应用实例考虑大规模新能源接入多直流外送特点基于暂态电压稳 定约束的无功补偿配置方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 如图1所示，为本发明实施例一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法流 程图，所述方法包括：
[0026] 101、获取搭建的研宄水平年方式数据；
[0027] 102、对所述搭建的研宄水平年方式数据进行无功分层分区平衡分析，以控制 220kV及以上主变压器下注功率因数和各电压等级母线电压在规定范围内为目标，确定无 功补偿的初步参数配置方案；
[0028] 103、对所述无功补偿的初步参数配置方案进行暂态电压稳定校核，以不发生电压 失稳事故为目标，进一步修正无功补偿的参数配置方案；
[0029] 104、对修正后的无功补偿的参数配置方案进行直流故障及新能源送出线路严重 故障校核，以不发生电压失稳事故为目标，进一步修正无功补偿配置方案，获取最终的无功 补偿的参数配置方案。
[0030] 优选的，所述以控制220kV及以上主变压器下注功率因数和各电压等级母线电压 在规定范围内为目标，确定无功补偿的初步参数配置方案，包括：以220kV及以上主变压器 下注功率因数不低于0. 95为目标，配置变压器无功补偿容量，以确定所述无功补偿的初步 参数配置方案。
[0031] 优选的，所述对所述无功补偿的初步参数配置方案进行暂态电压稳定校核，以不 发生电压失稳事故为目标，需要考虑的故障集包括：线路三永N-1和/或N-2故障对电压稳 定性影响的故障。
[0032] 优选的，所述对修正后的无功补偿的参数配置方案进行直流故障及新能源送出线 路严重故障校核，以不发生电压失稳事故为目标，需要考虑的故障集包括：直流单极和/或 双极闭锁故障及新能源送出线路严重故障对电压稳定性影响的故障。
[0033] 优选的，所述新能源送出线路严重故障包括：新能源送出线路N-3和/或N-4故障 对电压稳定性影响的故障。
[0034] 如图2所示，为本发明实施例一种基于暂态电压稳定约束的无功补偿配置装置结 构示意图，所述装置包括：
[0035] 获取单元21，用于获取搭建的研宄水平年方式数据；
[0036] 无功分层分区平衡分析单元22,用于对所述搭建的研宄水平年方式数据进行无功 分层分区平衡分析，以控制220kV及以上主变压器下注功率因数和各电压等级母线电压在 规定范围内为目标，确定无功补偿的初步参数配置方案；
[0037] 暂态电压稳定校核单元23,用于对所述无功补偿的初步参数配置方案进行暂态电 压稳定校核，以不发生电压失稳事故为目标，进一步修正无功补偿的参数配置方案；
[0038] 直流故障及新能源送出线路校核单元24,用于对修正后的无功补偿的参数配置方 案进行直流故障及新能源送出线路严重故障校核，以不发生电压失稳事故为目标，进一步 修正无功补偿配置方案，获取最终的无功补偿的参数配置方案。
[0039] 优选的，所述无功分层分区平衡分析单元22,进一步用于以220kV及以上主变压 器下注功率因数不低于0. 95为目标，配置变压器无功补偿容量，以确定所述无功补偿的初 步参数配置方案。
[0040] 优选的，所述暂态电压稳定校核单元23,进一步用于对所述无功补偿的初步参数 配置方案进行暂态电压稳定校核，以不发生电压失稳事故为目标，需要考虑的故障集包括： 线路三永N-1和/或N-2故障对电压稳定性影响的故障。
[0041] 优选的，所述直流故障及新能源送出线路校核单元24,进一步用于对修正后的无 功补偿的参数配置方案进行直流故障及新能源送出线路严重故障校核，以不发生电压失稳 事故为目标，需要考虑的故障集