[发明专利]基于电压灵敏度指数的调相机选址方法及装置

说明书

本发明提供一种基于电压灵敏度指数的调相机选址方法及装置，该方法包括：选取任一母线，添加预设值的无功功率，确定所有母线的电压变化过程，并计算电压敏感度指数；重复上述选取任一母线，添加预设值的无功功率，以及计算电压敏感度指数的过程，直至变遍历所有母线；选取电压敏感度指数最大的母线，作为调相机的选址结果。该方法通过电压敏感度指数最大化作为同步调相机的选址参考指标，可以保证该选址具有优秀的无功电压支撑能力，可以找到最适合于新建调相机的母线位置，为系统的无功电压支撑提供优化的策略方案。同时结合电磁暂态仿真，可实现快速而准确的电压敏感度指数计算，提高调相机选址效率。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于电压灵敏度指数的调相机选址方法及装置。

背景技术

大规模电网在运行中可能出现N-1、N-2故障后电压失稳的问题，一种解决方案是采用同步调相机为关键节点提供无功支撑。同步调相机，本质上是一种运行在特殊工作状态的同步电机，同步调相机的主要作用是根据电力系统状态的变化，自动的在电网电压下降时向电网输出感性无功功率，在电网电压上升时吸收电网的感性无功功率，以维持电网无功功率的平衡，保证电网电压的稳定，提高电力系统的稳定性，改善电网电压质量。同步调相机，作为常用的无功补偿设备之一，有独特的优势：同步调相机的使用寿命长，占地面积小。此外，同步调相机的运行稳定性较好，同步调相机本质上是不带机械负载的同步电动机，从而易于制造和维护。

对于实际电网在运行中可能出现的电压失稳问题，需要在特定节点处添加同步调相机提供无功支撑。对于成千上万节点的大规模电力系统而言，新增调相机有很多可以选择的位置。然而并非所有选址都能有效解决电网电压失稳问题，各个选址的无功电压支撑能力存在差别。目前，对于新增同步调相机的选址问题仍然缺乏研究，准确的对同步调相机进行选址，以提高同步调相机的效果，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于电压灵敏度指数的调相机选址方法及装置。

本发明提供一种基于电压灵敏度指数的调相机选址方法，包括：选取任一母线，添加预设值的无功功率，确定所有母线的电压变化过程，并计算电压敏感度指数；重复上述选取任一母线，添加预设值的无功功率，以及计算电压敏感度指数的过程，直至变遍历所有母线；选取电压敏感度指数最大的母线，作为调相机的选址结果；其中，所述电压敏感度指数，根据添加无功功率后与添加无功功率前，所有母线的电压变化值与所添加的无功功率确定。

根据本发明一个实施例的基于电压灵敏度指数的调相机选址方法，所述确定所有母线的电压变化过程，包括：通过电磁暂态仿真，确定所有母线的电压变化过程。

根据本发明一个实施例的基于电压灵敏度指数的调相机选址方法，添加预设值的无功功率之前，还包括：通过电磁暂态仿真，确定所有母线的电压变化过程，作为添加无功功率前的母线电压，用于计算电压敏感度指数。

根据本发明一个实施例的基于电压灵敏度指数的调相机选址方法，所述添加预设值的无功功率，包括向母线加入对应的电容值实现。

根据本发明一个实施例的基于电压灵敏度指数的调相机选址方法，加入的电容值为：

其中，f₀为系统工作频率，U_i为母线i处的稳态电压值，q_i为添加的无功功率，i为添加无功功率的母线。

根据本发明一个实施例的基于电压灵敏度指数的调相机选址方法，所述计算电压敏感度指数，包括：

其中，为添加无功功率后的母线电压，为添加无功功率前的母线电压，q_i为添加的无功功率，i为添加无功功率的母线，j为计算电压敏感度指数的母线。