[发明专利]一种弱联系受端小电网联络线高抗补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及地方小电网联网工程及设计领域，具体涉及一种弱联系受端小电网联络线高抗补偿方法。

背景技术

如图1所示，其中的长距离联络线可产生大量充电无功。该充电无功可能导致联络线工频过电压超过标准规定的1.3pu的允许值；若小电网内含有小型发电机，则还可能引发发电机自励磁。

一般采用线路高抗来补偿线路的充电无功。在工程设计时，需要确定高抗容量和安装的位置。目前高抗容量一般取为线路总充电无功的60%～70%，而决定高抗位置的因素是线路的工频过电压水平。按照标准规定，应以线路一侧断路器无故障跳闸和单相接地跳闸两种工况作为校核线路工频过电压的条件。目前的做法是：利用电磁暂态仿真方法得出上述两种工况的工频过电压水平，选在工频过电压较高的一侧安装高抗。例如当断路器B1无故障或单相接地故障跳闸后，在联络线的悬空端产生的工频过电压高于断路器B2跳闸的情况，则高抗应该安装在联络线的断路器B1侧。

线路的工频过电压大小与线路两侧的系统强弱有关，还和联络线的初始潮流大小和方向有关。通常线路受端的工频过电压高于送端，强系统带长线跳闸在线路末端产生的单相接地工频过电压高于弱系统。弱联系受端小电网具有如下两个最显著的特点：其一是联络线潮流方向基本不变，都是由主网向受端小电网供电；其二是联络线两侧系统的强度差异巨大，主网远远强于地方小电网。这两个因素的综合作用，使得联络线地方小电网一侧的工频过电压高于另一侧，因此高抗也通产配置于地方小电网侧，如图2所示。

地方小电网内的小型发电机容量很小，一旦外部系统存在富裕的充电无功，注入发电机后都可能引发自励磁。因此需要对外部系统充电无功进行过补偿，即Q_l>Q_c，其中Q_l是感性无功补偿容量，Q_c是线路充电容量。而考虑到发电机转速波动，和电容电感参数随系统频率变化的特点，无功补偿量应该进一步满足Q_l/1.1>1.1Q_c，其含义是当系统频率上升到1.1pu时，仍能保证对线路充电无功的过补偿，没有富裕无功注入发电机。

线路高抗补偿度仅为线路充电无功的60%～70%，而防范自励磁要求补偿度大于121%，不足的部分需要通过地方电网内的低压电抗器实现。如图3所示，这将造成地方电网内感性无功设备集中布置的局面。稳态运行时，由于地方小电网发电机容量太小，无功发电能力有限，发出的无功无法与上述感性无功相平衡，因此需要通过联络线从系统侧引入大量无功。长距离联络线上无功的大量传输，将产生很大的有功损耗和电压损耗，一方面影响运行经济性，另一方面更可能导致地方电网电压不满足系统运行的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弱联系受端小电网联络线高抗补偿方法，解决地方电网的充电无功超标和发电机容易引发自励磁的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种弱联系受端小电网联络线高抗补偿方法，包括以下步骤：

建立系统的电磁暂态仿真模型：收集系统参数，基于电磁暂态建模方法，建立弱联系小电网、联络线的详细模型和主网的等值模型；

确定联络线的充电无功总量Q_c和高抗补偿量Q_hl，仿真获得联络线的充电无功总量Q_c，利用关系Q_hl＝0.7Q_c计算高抗的总补偿量；

确定联络线受端小电网侧的并联高抗的容量Q_hl2，采用仿真方法计算联络线受端小电网侧的工频过电压，从零逐渐增大联络线受端小电网侧的并联高抗的容量，随着高抗容量上升，线路工频过电压将逐渐下降，选择可使联络线受端小电网侧的工频过电压水平不高于1.3pu的最小高抗容量作为联络线受端小电网侧的并联高抗的设计容量Q_hl2；

确定联络线主网侧的并联高抗的容量Q_hl1，应用关系式Q_hl1=Q_hl-Q_hl2可以算得联络线主网侧的并联高抗的容量Q_hl1；

根据联络线主网侧的并联高抗的容量Q_hl1和联络线受端小电网侧的并联高抗的容量Q_hl2布置弱联系受端小电网联络线的高抗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：