[发明专利]基于暂态电压灵敏度排序的机组调差系数优化方法及设备

说明书

本发明涉及一种基于暂态电压灵敏度排序的机组调差系数优化方法及设备，所述方法包括以下步骤：计算受端电网中各机组在不同调差系数时的母线电压提升率，基于该母线电压提升率获得暂态电压灵敏度指标；对各机组的暂态电压灵敏度指标进行从高到低的排序，基于设定的提升效果目标及机组调差系数整定范围，优先对排序靠前的机组进行调差系数调整，获得同时满足电网各运行约束的最优调差系数方案。与现有技术相比，本发明具有无功支撑调节更精准、经济性高的等优点。

技术领域

本发明涉及电网动态无功补偿技术，尤其是涉及一种基于暂态电压灵敏度排序的机组调差系数优化方法及设备。

背景技术

电网需要大量动态无功支持，例如直流换相失败及恢复过程中会从系统吸收大量无功，若换相失败导致直流闭锁，将对电网稳定产生冲击。大容量的交直流电力输入需要受端电网拥有一定数量无功电源作为支撑，而无功功率却不能远距离传输。电网局部动态无功容量不足，在交流线路发生故障或者大功率直流线路闭锁时引起电压支撑不足，然后导致电网电压不断降低，最后造成电压完全崩溃的可能。因此，解决受端电网电压稳定问题和动态电压支撑的问题十分重要。

相比静态无功补偿，动态无功补偿设备能够在故障中提供快速无功支持，提高电网的暂态运行性能。目前采用的动态无功补偿方式主要有同步调相机、STATCOM装置和AVC系统。这些方法存在以下问题：1)同步调相机的建设需要很大的投资，且运行不够经济；2)STATCOM控制复杂，装置容量相对较小，且费用昂贵，现场运行故障率过高；3)AVC系统基于全网优化计算，该策略的控制具有时滞的特点，但反应时间一般为秒级以上，且其控制设备只能实现阶跃、分段控制，难以实现精确调节，并且对于动态无功支撑方面的技术要求尚未形成整体要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无功支撑调节更精准、经济性高的基于暂态电压灵敏度排序的机组调差系数优化方法及设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于暂态电压灵敏度排序的机组调差系数优化方法，包括以下步骤：

计算受端电网中各机组在不同调差系数时的母线电压提升率，基于该母线电压提升率获得暂态电压灵敏度指标；

对各机组的暂态电压灵敏度指标进行从高到低的排序，基于设定的提升效果目标及机组调差系数整定范围，优先对排序靠前的机组进行调差系数调整，获得同时满足电网各运行约束的最优调差系数方案。

进一步地，所述母线电压提升率的计算公式为：

其中，S为母线电压提升率，A(K)和A(K₀)分别为调差系数为K和K₀时的暂态电压稳定指标。

进一步地，所述暂态电压稳定指标基于各节点电压在故障后的波动幅度和波动持续时间获得。

进一步地，所述暂态电压稳定指标的计算公式为：

其中，A为暂态电压稳定指标，D为惩罚系数，ω_m为节点权重，ΔT为时域仿真计算步长，k_m,t为暂降系数，V_m(t)为故障后节点m的动态电压，V_A为考虑负荷用电设备允许电压偏移量而设定的负荷侧最低需求电压，V_A、V_m(t)均为标幺值，M为节点总数，N为周波总数。

进一步地，所述惩罚系数D的取值通过以下方式确定：

判断V_m(t)＜0.8的时间是否超过设定值，若是，则D＝100，否则，D＝0。

进一步地，设定值可取10s。