[发明专利]利用接线方式调整和发电机出力优化限制短路电流的方法

说明书

技术领域

本发明属于大型互联电力系统领域，具体涉及一种利用接线方式调整和发电机出力优化限制短路电流的方法。

背景技术

近年来，如何将主干电网短路电流水平控制在合理的范围之内，已成为我国多个区域电网如：华东电网（上海、浙江）、南方电网（广东、贵州）等电网运行管理和规划设计中亟需解决的问题。目前，许多国内外的专家学者正在深入研究并着力推广以电力电子、超导为核心的主动故障电流限制技术，但应认识到安装超高压限流装置（FCL）或直接更换更大容量的断路器、电流互感器等电气一次设备，由于购买和安装设备需要大约几个月甚至一年以上的过渡期（这还未计及现有超高压故障限流装备技术提升或500kV/80kA级别断路器等电气一次设备研发所需的产业化周期），在这一期间，电网可能存在发生短路故障而断路器不能及时断开故障电流的风险。现有技术中，公开了一种充分利用现有设备，以调度手段抑制故障电流的方法，但没有对该类方法所呈现的运行经济性进行分析，对于串联电抗器或故障限流器措施的分析也并不够深入，而单一使用调度手段控制短路电流的观点似乎也有所局限。还公开了另一种考虑潮流约束的限流措施优化配置问题的求解方法，但暂未考虑运行损耗约束。有文献指出过渡期可暂时通过分层分区供电、分母运行、断开或跳通线路等措施，从系统运行方式安排上进行限制，但没有提及发电机出力优化和运行损耗分析。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，针对超高压限流装备投运前的过渡期，从运行调度优化的角度出发，考虑运行损耗，提出了一种利用接线方式调整和发电机出力优化限制短路电流的方法。

本发明的一种利用接线方式调整和发电机出力优化限制短路电流的方法，通过接线方式调整和发电机出力优化限制短路电流的具体步骤如下：

（1）确定需要降低短路电流的母线；

（2）切除离步骤（1）中母线电气距离最近的发电机；

（3）搜寻一台带有低发电成本的替代发电机组；

（4）如果出现线路过载或稳定问题，返回步骤（3），否则输出原有和替换出力发电机组的数据；

（5）根据步骤（1）中确定的需要降低短路电流的母线，逐一开断每条线路后，计算短路电流；

（6）如果该母线短路电流没有降低，返回步骤（5），否则运行步骤（7）；

（7）如果出现线路过载或孤岛供电，返回步骤（5）；否则输出当线路断开之后，可有效降低短路电流的线路数据；

（8）针对步骤（4）和步骤（7）数据，进行全网线损评估，给出调度方式优化调整的短路电流限制的方案，即可。

上述利用接线方式调整和发电机出力优化限制短路电流的方法，其特征在于：所述步骤（8），进行全网线损评估的具体步骤如下：

（a）针对发电机出力优化的短路电流限制方案，计算该运行方式下的全网损耗；

（b）针对接线方式调整的短路电流限制方案，计算该运行方式下的全网损耗；

（c）针对发电机出力优化和接线方式调整的综合短路电流限制方案，计算该运行方式下的全网损耗；

（d）依据短路电流限制目标和运行损耗约束，确定最终的短路电流限制方案。

上述利用接线方式调整和发电机出力优化限制短路电流的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，发电机组为水电机组或高性能火电机组。

本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，由以上方案可知，首先，步骤（1）至步骤（4）所述方法，通过优化调度发电出力来有效降低指定母线或区域的短路电流水平，其思路在于：为了解决电力系统在运行过程中频率调节、负荷分配和与相邻电网间按计划进行功率交换等问题，电力调度部门经常使用有冗余发电量的发电机组参与自动发电控制（AGC）来维持电网正常运行。如果离线分析或在线计算结果显示系统可能出现部分母线短路情况下，局部区域内断路器遮断容量或电流互感器饱和特性等指标不足。通过优化调度发电出力，改变故障母线看进去的等效系统阻抗，降低了目标母线或区域的短路电流，节省了限流装备投资，同时考虑了运行经济性。

其次，为了提高电力系统运行可靠性，电力调度部门往往要求即使在N-1事件工况下，系统也不能出现过载情况。然而，在提高电网可靠性的同时也会降低系统阻抗，从而导致故障电流增大。当存在部分短路区域内的断路器遮断容量不足时，可以考虑通过开断相邻的其他线路来隔离故障源和增加从故障侧看进去的系统阻抗，从而达到限制故障电流的目的。步骤（5）至步骤（7）描述了上述思路的算法流程。