[发明专利]一种特高压输电线路高抗补偿方法

说明书

本发明涉及交流特高压输变电工程及设计领域，尤其涉及一种典型特高压输电线路高抗补偿方法，具体是一种交流特高压输电线路高抗补偿方法。包括：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型；确定长度为l特高压输电线路的充电无功总量Q_c和高抗补偿量Q_g1；依据线路高抗补偿的一般原则，综合考虑特高压线路空载电容效应产生工频过电压，线路在满负荷情况下甩负荷产生的工频过电压，低压侧单相接地故障产生工频过电压的抑制的需求，最终确定特高压输电线路送端网侧并联高抗的容量Q_g25和受端网侧并联高抗的容量Q_g15布置特高压输电线路的并联高压电抗器。本发明同时兼顾系统稳态调压特性，以使电网的潮流和特高压输电线路电压稳定控制在更加合理范围之内。

技术领域

本发明涉及交流特高压输变电工程及设计领域，尤其涉及一种特高压输电线路高抗补偿方法，具体是一种交流特高压输电线路高抗补偿方法。

背景技术

特高压电网具有更远距离、更大容量、更低损耗的电力输送能力。但特高压输电线路每100km线路长度下的充电无功功率可超过530MVA，在相同线路长度下约为500kV线路的4-6倍。充电无功功率过高会引起高幅值的工频过电压。

在特高压电力系统中，工频过电压有着重要影响，这是因为，工频过电压大小直接影响操作过电压的幅值，并可能危及设备系统的安全运行。同时，工频过电压也是决定避雷器额定电压的重要依据，进而影响系统的过电压水平。

根据国标GB/Z24842-2009《1000kV特高压交流输变电工程过电压与绝缘配合》规定，1000kV系统工频过电压一般需限制在1.3pu以下，在单相接地和三相甩负荷情况下线路侧可短时(持续时间不超过0.5s)允许在1.4pu以下。

为限制工频过电压，须使用高压并联电抗器(高抗)进行补偿。线路高抗接入后，由于电抗器感性无功功率，相当于减少了线路长度，从而限制了工频过电压。从线路首端看，在通常采用欠补偿情况下，线路首端输入阻抗仍为容性，但数值增大，空载线路的电容电流减小，在同样电源电抗的条件下，也限制了线路首端的电压升高。因此高抗的接入可以同时降低线路首端及末端的工频过电压。

高抗的补偿度不能太高，以免给大负荷运行时的无功补偿和电压控制制造困难。根据我国已经运行特高压工程的经验，特高压电网建设初期，高抗补偿度控制在80％-90％。在电网较强的地区或是特高压输电线路较短时，补偿都可适当降低。

特高压线路的工频过电压大小与线路两侧的系统强弱有关，还和输电线路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术端工频过电压高于弱系统。特高压输变电工程一般具有以下显著的特点：根据电网运行方式的需要，特高压线路潮流方向会发生变化，特高压变电站既可以作为潮流受端也可以作为潮流送端；特高压线路两侧系统的强度不一定相同。综合以上因素，特高压线路工频过电压两侧不一定相同，因此高抗配置也不尽相同。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种特高压输电线路高抗补偿方法，具体是一种交流特高压输电线路高抗补偿方法，其目的在于解决远距离特高压交流电网的充电无功超标、工频过电压的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案来实现发明目的：

一种交流特高压输电线路高抗补偿方法，包括以下步骤：

步骤1：建立系统的基于PSCAD电磁暂态仿真模型：收集系统参数，包含同步电机，输电线路，主变压器，串联补偿，金属氧化物避雷器，低压电抗器补偿，低压电容器补偿，500kV联网工程线路，500kV变压器，断面负荷参数；基于电磁暂态建模方法，建立特高压输变电线路的分布式模型、主变压器和特高压联网工程详细模型和区域电网电源和负荷的等值模型；