一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法
2023-06-21 19:08:36
專利名稱：一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法
技術領域：
本發明涉及地方小電網聯網工程及設計領域，具體涉及一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法。
背景技術：
如圖1所示，其中的長距離聯絡線可產生大量充電無功。該充電無功可能導致聯絡線工頻過電壓超過標準規定的1.3pu的允許值；若小電網內含有小型發電機，則還可能引發發電機自勵磁。一般採用線路高抗來補償線路的充電無功。在工程設計時，需要確定高抗容量和安裝的位置。目前高抗容量一般取為線路總充電無功的60% 70%，而決定高抗位置的因素是線路的工頻過電壓水平。按照標準規定，應以線路一側斷路器無故障跳閘和單相接地跳閘兩種工況作為校核線路工頻過電壓的條件。目前的做法是:利用電磁暫態仿真方法得出上述兩種工況的工頻過·電壓水平，選在工頻過電壓較高的一側安裝高抗。例如當斷路器BI無故障或單相接地故障跳閘後，在聯絡線的懸空端產生的工頻過電壓高於斷路器B2跳閘的情況，則高抗應該安裝在聯絡線的斷路器BI偵U。線路的工頻過電壓大小與線路兩側的系統強弱有關，還和聯絡線的初始潮流大小和方向有關。通常線路受端的工頻過電壓高於送端，強系統帶長線跳閘在線路末端產生的單相接地工頻過電壓高於弱系統。弱聯繫受端小電網具有如下兩個最顯著的特點:其一是聯絡線潮流方向基本不變，都是由主網向受端小電網供電；其二是聯絡線兩側系統的強度差異巨大，主網遠遠強於地方小電網。這兩個因素的綜合作用，使得聯絡線地方小電網一側的工頻過電壓高於另一側，因此高抗也通產配置於地方小電網側，如圖2所示。地方小電網內的小型發電機容量很小，一旦外部系統存在富裕的充電無功，注入發電機後都可能引發自勵磁。因此需要對外部系統充電無功進行過補償，即QPQ。，其中Q1是感性無功補償容量，Qc是線路充電容量。而考慮到發電機轉速波動，和電容電感參數隨系統頻率變化的特點，無功補償量應該進一步滿足Q1/!.1>1.1Q。，其含義是當系統頻率上升到
1.1pu時，仍能保證對線路充電無功的過補償，沒有富裕無功注入發電機。線路高抗補償度僅為線路充電無功的60% 70%，而防範自勵磁要求補償度大於121%，不足的部分需要通過地方電網內的低壓電抗器實現。如圖3所示，這將造成地方電網內感性無功設備集中布置的局面。穩態運行時，由於地方小電網發電機容量太小，無功發電能力有限，發出的無功無法與上述感性無功相平衡，因此需要通過聯絡線從系統側引入大量無功。長距離聯絡線上無功的大量傳輸，將產生很大的有功損耗和電壓損耗，一方面影響運行經濟性，另一方面更可能導致地方電網電壓不滿足系統運行的要求。
發明內容
本發明的目的在於提供一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法，解決地方電網的充電無功超標和發電機容易引發自勵磁的問題。
為解決上述的技術問題，本發明採用以下技術方案:一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法，包括以下步驟:建立系統的電磁暫態仿真模型:收集系統參數，基於電磁暫態建模方法，建立弱聯繫小電網、聯絡線的詳細模型和主網的等值模型；確定聯絡線的充電無功總量Q。和高抗補償量Qhl，仿真獲得聯絡線的充電無功總量Q。，利用關係Qhl = 0.7Q。計算高抗的總補償量；確定聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量Qhl2，採用仿真方法計算聯絡線受端小電網側的工頻過電壓，從零逐漸增大聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量，隨著高抗容量上升，線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使聯絡線受端小電網側的工頻過電壓水平不高於1.3pu的最小高抗容量作為聯絡線受端小電網側的並聯高抗的設計容量Q112 ；確定聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll,應用關係式Qhll=Qhl-Qhl2可以算得聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll ；根據聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll和聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量Qhl2布置弱聯繫受端小電網聯絡線的高抗。與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明根據系統自勵磁防護需求決定系統總的無功補償需求，依據線路高抗補償的一般原則，確定線路兩側高抗總的補償度，根據輸電線路工頻過電壓水平決定線路小電網側高抗的容量，利用前兩者之差確定線路系統側的高抗容量，綜合考慮地方電網自勵磁防控和工頻過電壓抑制的需求，同時兼顧系統穩態調壓特性，以使此類電網的潮流和電壓分布更加合理。
圖1是典型的地方小電網經過長距離聯絡線與主網相連的結構圖。圖2為常規的聯絡線高抗配置方法示意圖。圖3為常規的地方小電網感性無功集中配置示意圖。圖4為本發明一個實施例的聯絡線高抗配置示意圖。圖5為本發明一個實施例的流程示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。傳統聯絡線高抗補償方法是依據工頻過電壓水平來確定高抗的位置的，高抗的容量取線路總充電無功的60% 70%。但實際上，僅以抑制線路工頻過電壓不需要高抗的容量達到這個水平，往往僅需20% 30%的高抗就可以將工頻過電壓限制到1.3pu以下。因此本發明提出在聯絡線兩端均安裝高抗的方案，如圖4所示。使聯絡線主網側的並聯高抗的總量和聯絡線受端小電網側的並聯高抗的總容量達到聯絡線總充電無功的60% 70%，不會改變線路的特性。圖5示出了本發明一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法的一個實施例:一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法，包括以下步驟:建立系統的電磁暫態仿真模型:收集系統參數，基於電磁暫態建模方法，建立弱聯繫小電網、聯絡線的詳細模型和主網的等值模型；確定聯絡線的充電無功總量Q。和高抗補償量Qhl，仿真獲得聯絡線的充電無功總量Q。，利用關係Qhl = 0.7Q。計算高抗的總補償量；確定聯絡線受端小電網側的並聯高抗(圖中為高抗2)的容量Qhl2，採用仿真方法計算聯絡線受端小電網側的工頻過電壓，從零逐漸增大聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量(即設定高抗2初始容量Qhl2為0)，隨著高抗容量上升，線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使聯絡線受端小電網側的工頻過電壓水平不高於1.3pu的最小高抗容量作為聯絡線受端小電網側的並聯高抗的設計容量Qhl2 ；確定聯絡線主網側的並聯高抗(圖中為高抗I)的容量Qhll,應用關係式Qhll=Qhl-Qhl2可以算得聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll ；根據聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll和聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量Qhl2布置弱聯繫受端小電網聯絡線的高抗。根據本發明一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法的另一個實施例，聯絡線的充電無功總量Q。也可以採用經驗值估算，各電壓等級輸電線路的充電無功經驗值如下表，線路總的充電無功等於表中數據與線路長度的乘積，
權利要求
1.一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法，其特徵在於包括以下步驟: 建立系統的電磁暫態仿真模型:收集系統參數，基於電磁暫態建模方法，建立弱聯繫小電網、聯絡線的詳細模型和主網的等值模型； 確定聯絡線的充電無功總量Q。和高抗補償量Qhl，仿真獲得聯絡線的充電無功總量Q。，利用關係Qhl = 0.7Q。計算高抗的總補償量； 確定聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量Qhl2，採用仿真方法計算聯絡線受端小電網側的工頻過電壓，從零逐漸增大所述聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量，隨著高抗容量上升，線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使聯絡線受端小電網側的工頻過電壓水平不高於1.3pu的最小高抗容量作為所述聯絡線受端小電網側的並聯高抗的設計容量Qhl2 ；確定聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll,應用關係式Qhll=Qhl-Qhl2可以算得所述聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll ； 根據聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhll和聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量Qhl2布置弱聯繫受端小電網聯絡線的高抗。
全文摘要
本發明涉及方小電網聯網工程及設計領域，具體涉及一種弱聯繫受端小電網聯絡線高抗補償方法，包括以下步驟建立系統的電磁暫態仿真模型，確定聯絡線的充電無功總量Qc和高抗補償量Qhl，確定聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量Qhl2的容量Qhl2，確定聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhl1，根據聯絡線主網側的並聯高抗的容量Qhl1和聯絡線受端小電網側的並聯高抗的容量Qhl2布置弱聯繫受端小電網聯絡線的高抗。本發明綜合考慮地方電網自勵磁防控和工頻過電壓抑制的需求，同時兼顧系統穩態調壓特性，以使此類電網的潮流和電壓分布更加合理。
文檔編號H02J3/20GK103166237SQ201310064038
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者張華 , 丁理傑, 湯凡 申請人:四川電力科學研究院, 國家電網公司