一種考慮發電機最大進相能力的多機進相方法與流程
2023-05-04 06:02:32
本發明涉及一種考慮發電機最大進相能力的多機進相方法。
背景技術：
：我國電力負荷消耗區和資源礦產蘊藏區極不平衡，且隨著全球能源網際網路主題的提出，特高壓交流輸電得到廣泛發展，同時發電廠裝機容量不斷提高，輸電線路相間及相對地電容也隨著變大，這就造成了系統容性無功功率不斷增大。除了傳統交流輸電需要大量的無功補償裝置以彌補高峰負荷時系統無功不足外，隨著高壓直流輸電、柔性交流輸電等電力電子輸電方式的發展，在整流站附近等亦需要投入大容量無功補償裝置以滿足電力電子設備的無功消耗。系統中裝設的無功補償裝置多為電容器，不具備靈活的投切功能，在夜間、假期等系統負荷低谷時，若無功補償裝置未能及時退出，會造成系統中無功功率過剩，引起電網運行電壓偏高，接近甚至高於運行電壓上限，這就造成了系統電能質量下降，嚴重影響了電網安全穩定運行。系統中運行電壓過高會縮短輸電線路、變壓器等電力設備的使用壽命，且電力設備長時間承受過電壓亦可能會對其絕緣造成不可逆損壞。鑑於以上原因，目前電網中多採用裝設調相機、高壓輸電線路並聯高抗設備、通過發電機進相運行來降低系統中無功，以達到降低運行電壓的目的。與裝設調相機、高壓輸電線路並聯高抗設備相比，通過發電機進相運行來降低系統運行電壓具有調節平滑、不需要二次投資的優點，通過欠勵運行來實現發電機的進相模式，即可在發出有功的同時吸收系統中多餘的無功，以達到降低運行電壓的目的。且發電機同時具有遲相和進相兩種運行方式，故通過發電機進相模式降低系統運行電壓具有較高的經濟性、靈活性和可靠性。技術實現要素：本發明為了解決上述問題，提出了一種考慮發電機最大進相能力的多機進相方法，該方法考慮發電機最大進相能力的情況下，通過多臺發電機組配合，以儘快降低電網運行電壓。該方法與傳統通過隨機單臺或多臺發電機深度進相相比，最有更大的靈活性，可以提高降壓速率，在保證發電機最大進相能力的情況下，儘可能維持了系統穩定性。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：一種考慮發電機最大進相能力的多機進相方法，包括以下步驟：(1)取網絡內某一母線節點作為觀察節點，觀察已選節點母線電壓下降量；(2)根據不同發電機吸收相同無功功率，對應觀察節點母線電壓下降量，求得不同發電機進相影響因子；(3)根據發電機進相影響因子的大小排序，並根據此排序分配進相需吸收的無功功率。所述步驟(1)中，當某一區域網絡內有多臺發電機運行時，各發電機分別進相運行，在吸收單位無功功率時，取網絡內某一母線節點作為觀察節點。所述步驟(1)中，考慮發電機定子邊段鐵芯和金屬結構件的溫度、系統電壓、功角穩定和系統靜態穩定極限等因素的影響，確定發電機的額定功率運行時最大進相能力。所述步驟(2)中，發電機進相影響因子為在發電機吸收單位無功功率時，觀察節點母線電壓的下降量大小。所述步驟(2)中，發電機進相影響因子的值為觀察節點母線電壓下降量與發電機進相運行時吸收無功功率的比值。所述步驟(3)中，對觀察節點母線電壓敏感的發電機在保證最大進相能力的基礎上儘可能多吸收無功。所述步驟(3)中，分配時每臺發電機的分配值不應超過其最大進相能力。本發明的有益效果為：(1)當系統運行電壓過高，通過發電機進相運行來吸收電網中的過剩無功功率，但過剩無功大於任一發電機最大進相能力，通過分析電網中主要發電機進相運行時對電網電壓的影響，在考慮發電機最大進行能力情況下，多臺發電機同時進相運行降低電網運行電壓，保證電網安全穩定運行。(2)當夜間或假期等系統負荷低谷時，系統中無功功率過剩，引起電網運行電壓偏高，嚴重情況下會高於運行電壓上限，造成電網電能質量下降，影響電網安全穩定運行。這就需要通過發電機進相運行來吸收電網中多餘的無功，以降低電網運行電壓，保證電網電壓在安全穩定運行範圍內。附圖說明圖1為某實際電網，在電網穩定運行至2s時，發電機G1和發電機G2分別吸收無功50Mvar時，電網中觀察節點母線電壓曲線。圖2為發電機G1和發電機G2不同進相能力分配時，對觀察節點母線電壓影響。具體實施方式：下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。以某一實際電網作為實際仿真模型，其中發電機G1和G2額定功率均為300MW，考慮發電機定子邊段鐵芯和金屬結構件的溫度、系統電壓、功角穩定和系統靜態穩定極限等因素的影響，G1和G2額定功率運行時最大進相能力均為60Mvar。電網中觀察節點額定電壓為500kV，當電網正常運行至1s時無功功率過剩，需要發電機吸收80Mvar的無功功率，這就需要兩臺發電機對進相容量進相分配，以保證電網運行電壓能較快降低，保證系統安全穩定運行。分別計算出發電機G1和G2的進相影響因子，發電機G1和發電機G2分別進相50Mvar運行時，電網中已選節點母線電壓曲線如圖1所示，其中這兩臺發電機的進相影響因子ρ如表1所示。表1進相影響因子直流進相影響因子發電機G10.006發電機G20.001由表1可知，發電機G1的進相影響因子較大，且由圖1中的對比可知，發電機G1進相運行時，能更有效降低已選節點電壓。當電網運行電壓升高，需要發電機吸收80Mvar無功功率時，通過兩種情況來分析不同的進相能力分配對觀察節點母線電壓的影響。方案一是發電機G1和發電機G2分別進相40Mvar運行；方案二是發電機按最大進相能力運行，發電機G1進相60Mvar運行，發電機G2進相20Mvar運行，發電機所吸收無功分配後的已選節點母線電壓曲線如圖2所示。由圖2可知，方案二運行工況時，對觀察節點電壓的改變量要大於方案一運行工況，這與根據表1得到的結論相吻合。鑑於發電機G1最大進相能力為60Mvar，故而分配結果是發電機G1進相60Mvar運行，發電機G2進相20Mvar運行。有此可得出結論：在保證發電機G1最大進相能力的基礎上，儘可能多吸收電網中無功，剩餘的無功分配給另一臺發電機。最終的仿真結果與本發明的思路相一致，當電網中無功過剩，但單憑某一臺發電機進相運行無法滿足降低電網運行電壓需求時，需要多臺發電機進相能力分配。對觀察節點母線電壓敏感的發電機在保證最大進相能力的基礎上儘可能多吸收無功，這樣在能更有效的降低運行電壓，保證了電網安全穩定運行。上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。當前第1頁1 2 3