一种提高大比例外受电情景下电网电压稳定性的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电网动态无功配置技术领域，特别是一种提高大比例外受电情景下电网电压稳定性的方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的迅猛发展，对于经济发达，人口众多，系统负荷大且增长速度很快的大中城市，城市地区地域狭小，一次能源资源严重匮乏，受端电网规模不断扩大，同时，清洁能源大力发展，外受电比例进一步提高。随着外受电容量日益增大，受端地区机组增加速度放缓，负荷中心地区日益缺乏动态无功支撑，电压稳定性脆弱，因此电压稳定问题越来越受到研究人员的密切关注。国内各大电网都纷纷开展了电压稳定的研究工作，对电网的不同运行方式进行稳态潮流分析、静态电压稳定分析、暂态稳定分析、典型负荷状态下的静态电压稳定性分析，并针对无功补偿变化、运行方式变化、网络结构变化对电压稳定裕度的影响进行敏感性分析，上述这些研究与分析各具特色，使电压稳定问题逐步引向深入。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种提高大比例外受电情景下电网电压稳定性的方法。
[0004]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0005]—种提高大比例外受电情景下电网电压稳定性的方法，包括步骤如下:
[0006](I)对电网受电趋势历史进行分析，并依据负荷预测、电源建设对电网受电发展趋势进行预测，得到电网外受电比例预测结果；
[0007]①根据电网年发电量和年电力消费量，计算出各年受电量和受电比例，得到受电比例逐年变化趋势；
[0008]②最大负荷的预测，利用小时法、负荷率法预测规划期最大负荷的总体发展水平、分类结构和增长速度；
[0009]③得到每年净增机组发电量，根据电源建设项目及规划关停机组，通过差值运算得到每年净增机组发电量；
[0010]④结合最大负荷预测结果、电源建设、电源关停进度，对电网进行电力平衡计算，若存在电力缺额并考虑缺额全部通过外部受电解决，得到电网外受电比例预测结果，得到电网受电发展趋势；
[0011](2)确定电网受电通道方案；
[0012]①结合电网现状和电网规划，得到电网与周边电网的电气连接线路，确定电网与周边电网的联络通道，
[0013]②根据区外电源的建设进度、关停进度及地理位置，确定区外电网送电组织方式；
[0014]③结合上述联络通道和区外送电组织方式确定受电方向、受电通道；
[0015](3)通过规划受电通道增加电网的外受电比例，直到预期结果；
[0016]①采取逐渐减少网内220kV电网接入电厂的开机，按照等比例关停的原则在全网内均匀的关停机组，即电厂出力越多，减少的出力也就越多；
[0017]②逐步增加电网外受功率，首先从单一受电通道增加电网外受功率；再者采取混合受电，即从多个受电通道增加电网外受功率；
[0018]③逐渐减少网内电厂开机、增加电网外受功率，使得电网的外受电比例逐渐增加，直到预测结果；
[0019](4)大比例受电情景下受电通道优化方案的确定；
[0020]①受电通道优化方案前提条件的确定，随着外受电比例的增大，电网运行时出现个别线路不满足N-1原则、个别站点母线短路电流超标的可能性增大，因此本方法选取外受电比例最尚时电网运彳丁方式为考察对象；
[0021]②利用BPA软件对电网进行潮流、稳定和短路电流校验，如果潮流、稳定和短路均能满足规程要求，说明电网运行方式是合理、可行的，否则需要采取措施来满足规程要求；
[0022]③若出现个别线路不满足N-1原则，说明此线路或此线路所在输电通道潮流过重，采取新建输电通道，转移潮流以降低此线路或此线路所在输电通道潮流；
[0023]④若出现个别站点母线短路电流超标，采取变压器分列运行或者断开某些线路的措施；
[0024]⑤采取措施后，需要重新进行潮流、稳定和短路电流校验，直到满足相关规程要求；
[0025](5)随着外受电比例增加，寻找电网中电压稳定薄弱区域；
[0026]①外受电比例由某一下限值按照一定步长增长到某一上限值，每次记录下电网内枢纽站高压母线值、中压母线值，并作出电网电压水平与外受电比例关系图；
[0027]②利用灵敏度法进行电网电压薄弱区域分析，求取当系统处于临界电压失稳点时亥IJ的灵敏度值，计算出全网所有站点的d/d(^数值，确定整个电网中电压相对薄弱区域；
[0028]③采用V— Q曲线法进行电网电压薄弱区域分析，确定整个电网中电压相对薄弱区域；
[0029]④采用P— V曲线法进行电网电压薄弱区域分析，绘制站点电压随节点负荷增长发生变化的曲线，确定全网所有站点的功率储备系数Kp，储备系数越小，站点的电压稳定水平越差，以此确定整个电网中电压相对薄弱站点；
[0030](6)提高电压稳定薄弱区域的电压稳定性；
[0031]①提尚受端系统的运彳丁电压，提尚系统的电压稳定性；
[0032]②配置低压减载措施，提高受端系统的电压稳定性；
[0033]③改变电网结构，提高电压稳定薄弱区域的电压稳定性；
[0034]④增加无功补偿装置，提高电压稳定薄弱区域的电压稳定性；
[0035](7)动态无功补偿装置方案的确定；
[0036]①故障类型的确定，包括线路单相瞬时故障、三相永久故障、主变压器故障、发电机失磁故障及主变压器低压侧无功设备故障；
[0037]②考察故障后薄弱站点高压侧、中压侧母线电压恢复情况；
[0038]③无功补偿装置安装地点的确定；
[0039]④无功补偿装置类型的确定；
[0040]⑤无功补偿装置容量的确定；
[0041]⑥综上分析，最终得出无功配置方案。
[0042]而且，所述步骤(5)中③步的确定整个电网中电压相对薄弱区域的具体方法为:首先绘制站点电压随无功功率变化的关系曲线，运行点到临界稳定点的距离越短、曲线斜率越小，说明站点电压受无功变化影响越大，站点电压稳定水平越差，然后即可以此确定整个电网中电压相对薄弱区域。
[0043]而且，所述步骤(5)中④步的功率储备系数Kp为实际运行点的负荷P。与极限功率P_的差值，其中，电压随节点负荷变化曲线的拐点为稳定运行的临界点，所对应的负荷P_为极限功率。
[0044]而且，所述步骤￠)中①步的受端尤其是指末端。
[0045]而且，所述步骤￠)中②步的低压减载措施具体方法为:在电压稳定问题突出的受端电网，提高低压减负荷的动作电压，设定动作为0.85p.u.，同时减小低压减负荷的动作时间，通过减负荷措施来加快系统的电压恢复。
[0046]而且，所述步骤￠)中③步的具体方法包括:在电压稳定薄弱区域与主网架之间架设线路通道。
[0047]而且，所述步骤(6)中④步的增加无功补偿装置具体为:在500kV变电站加装无功补偿装置。
[0048]而且，所述步骤(7)中③步的具体方法为:在电压薄弱站点及其周边站点分别装设同样容量、同样类型的动态无功补偿装置，模拟不同类型故障发生，观察故障后薄弱站点高压侧、中压侧母线电压恢复情况，并结合设备制造能力及工程实际情况，确定安装地点。
[0049]而且，所述步骤(7)中④步的具体方法为:确定无功补偿装置安装地点之后，在安装地点分别装设同样容量的不同类型的动态无功补偿装置，模拟不同类型故障发生，观察故障后薄弱站点高压侧、中压侧母线电压恢复情况，并结合设备经济造价及工程实际情况，确定装置类型。
[0050]而且，所述步骤(7)中⑤步的具体方法为:在安装地点分别装设同样类型不同容量的动态无功补偿装置，不同容量可按照一定容量差值进行配置，模拟不同类型故障发生，观察故障后薄弱站点高压侧、中压侧母线电压恢复情况，并结合设备经济造价及场地扩建情况，确定装置容量大小。
[0051 ] 本发明的优点和积极效果是:
[0052]本发明提出一种提高大比例外受