本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制領(lǐng)域，更具體涉及一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：：隨著我國特高壓直流的迅猛發(fā)展，華中電網(wǎng)復(fù)奉、錦蘇、賓金等多條世界電壓等級最高的±800kV特高壓直流工程已將大量清潔電力送往遠(yuǎn)方負(fù)荷中心，未來西北電網(wǎng)也將規(guī)劃建設(shè)寧夏靈州-浙江紹興、甘肅酒泉-湖南衡陽、寧夏上海廟-山東臨沂等多回特高壓直流外送工程。然而，由于特高壓直流輸電容量大，與交流系統(tǒng)交互作用復(fù)雜，特高壓直流投運(yùn)對互聯(lián)電網(wǎng)的運(yùn)行特性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。尤其在特高壓直流送端系統(tǒng)存在交流薄弱斷面的情況下，由特高壓直流閉鎖故障帶來的大規(guī)模功率轉(zhuǎn)移，可能導(dǎo)致部分交流薄弱斷面潮流回退，引起近區(qū)母線出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)過電壓問題。目前調(diào)度采用的方法是按照電網(wǎng)允許的功率不平衡量切除機(jī)組，運(yùn)行方式人員通過大量離線仿真計(jì)算給出斷面各關(guān)鍵母線的電壓預(yù)控值，然后由調(diào)度運(yùn)行人員通過調(diào)節(jié)近區(qū)發(fā)電機(jī)端電壓和無功補(bǔ)償裝置將關(guān)鍵母線電壓控制在安全范圍內(nèi)，目前的方法沒有考慮針對系統(tǒng)不同運(yùn)行方式對安控切機(jī)措施以及交流薄弱斷面FACTS裝置動(dòng)態(tài)無功備用容量進(jìn)行優(yōu)化，安控切機(jī)量大，對電網(wǎng)運(yùn)行電壓水平要求高，不利于調(diào)度員實(shí)際操作。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明的目的是提供一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，綜合考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式、安控措施及FACTS裝置動(dòng)態(tài)響應(yīng)，可增加實(shí) 際電網(wǎng)的運(yùn)行空間，適當(dāng)減小安控切機(jī)量，且大幅度提高運(yùn)行人員的工作效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，包括：確定交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi1；比較所述關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi1與關(guān)鍵母線允許電壓變化值ΔVim；當(dāng)ΔVi1＞ΔVim，確定交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi2；當(dāng)ΔVi1＜ΔVim，保持現(xiàn)有預(yù)控措施；比較所述關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi2與所述關(guān)鍵母線i允許電壓變化值ΔVim；當(dāng)ΔVi2＞ΔVim，確定交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi3；當(dāng)ΔVi2＜ΔVim，優(yōu)化安控切機(jī)量；比較所述關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi3與所述關(guān)鍵母線i允許電壓變化值ΔVim；當(dāng)ΔVi3＞ΔVim，預(yù)控關(guān)鍵母線i初始電壓不超過Vim-ΔVi3；當(dāng)ΔVi3＜ΔVim，優(yōu)化調(diào)整FACTS裝置初始狀態(tài)。本發(fā)明提供的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，在所述步驟：確定交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi1前還包括：確定交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i允許電壓變化值ΔVim、約束故障及其安控切機(jī)范圍、FACTS裝置初始狀態(tài)及FACTS裝置全部動(dòng)態(tài)無功備用容量。本發(fā)明提供的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，根據(jù)所述約束故障、最小安控切機(jī)量以及FACTS裝置初始狀態(tài)計(jì)算交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅ΔVi1。本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，根據(jù)所述約束故障、最大安控切機(jī)量以及FACTS裝置初始狀態(tài)計(jì)算交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi2。本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，根據(jù)所述約束故障、最大安控切機(jī)量以及FACTS裝置全部動(dòng)態(tài)無功備用容量計(jì)算交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi3。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，所述交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i允許電壓變化值ΔVim＝Vim-Vi0-Δv，i＝1,2…n；其中，Vim為電網(wǎng)中電力設(shè)備長期運(yùn)行的電壓上限值，Vi0為電網(wǎng)中母線正常運(yùn)行電壓上限，Δv為電壓計(jì)算裕度，n為交流薄弱斷面的關(guān)鍵母線個(gè)數(shù)。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，所述現(xiàn)有預(yù)控措施為保持所述FACTS裝置初始狀態(tài)不變并采取最小安控切機(jī)量。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，所述優(yōu)化安控切機(jī)量的過程為：保持所述FACTS裝置初始狀態(tài)不變，采用二分法不斷調(diào)整安控切機(jī)量，獲取滿足ΔVi2＝ΔVim的安控切機(jī)量優(yōu)化值。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，所述優(yōu)化調(diào)整FACTS裝置初始狀態(tài)的過程為：確定當(dāng)ΔVi2＞ΔVim的關(guān)鍵母線i，i＝1,2…m；計(jì)算所有FACTS裝置無功變化對關(guān)鍵母線i電壓變化的靈敏度；以所有FACTS裝置調(diào)節(jié)容量最小為目標(biāo)函數(shù)，以關(guān)鍵母線i電壓升幅不 大于允許電壓變化值ΔVim為約束條件，建立線性規(guī)劃模型；求解FACTS裝置初始狀態(tài)的優(yōu)化調(diào)整結(jié)果。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法，通過投退近區(qū)低壓電容器及調(diào)節(jié)近區(qū)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓預(yù)控所述關(guān)鍵母線初始電壓值；和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案適用于交流薄弱斷面存在FACTS裝置的特高壓直流送端系統(tǒng)；2、本發(fā)明提供的技術(shù)方案充分考慮了系統(tǒng)運(yùn)行方式、安控切機(jī)措施以及FACTS裝置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性影響，提出了靈活的優(yōu)化預(yù)控策略；3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案減小了對電網(wǎng)運(yùn)行電壓的限制，可解決事故后交流薄弱斷面母線的穩(wěn)態(tài)過電壓問題；4、本發(fā)明提供的技術(shù)方案減小了特高壓直流投運(yùn)對互聯(lián)電網(wǎng)的運(yùn)行特性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。附圖說明圖1為本發(fā)明技術(shù)方案提供的交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施的優(yōu)化方法流程圖；圖2為本發(fā)明技術(shù)方案提供的西北-新疆聯(lián)網(wǎng)第二通道網(wǎng)架示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1：本例的發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種交流薄弱斷面穩(wěn)態(tài)過電壓預(yù)控措施 的優(yōu)化方法，圖2是本實(shí)施方法的流程圖，具體步驟包括：步驟(1)：確定交流薄弱斷面關(guān)鍵母線i允許電壓變化值ΔVim、約束故障及其安控切機(jī)范圍、FACTS裝置初始狀態(tài)及其全部動(dòng)態(tài)無功備用容量；本實(shí)施例中交流薄弱斷面為西北-新疆聯(lián)網(wǎng)第二通道，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況選取關(guān)鍵母線分別為酒泉、河西、魚卡母線，交流薄弱斷面的關(guān)鍵母線個(gè)數(shù)n＝3，關(guān)鍵母線允許電壓變化值ΔVim＝Vim-Vi0-Δv＝28kV,i＝1,2,…n，i＝1,2…n；其中，Vim取電網(wǎng)中電力設(shè)備允許運(yùn)行的電壓上限值為820kV，Vi0為電網(wǎng)中母線正常運(yùn)行電壓上限為790kV，Δv為電壓計(jì)算裕度，一般取2kV；約束故障為導(dǎo)致交流薄弱斷面潮流回退最多的直流閉鎖故障，本實(shí)施例中通過機(jī)電暫態(tài)仿真掃描西北電網(wǎng)各直流閉鎖故障，仿真結(jié)果表明靈州-紹興直流雙極閉鎖故障導(dǎo)致交流薄弱斷面潮流回退最多；安控切機(jī)范圍包括最小安控切機(jī)量和最大安控切機(jī)量，所述最小安控切機(jī)量為某一運(yùn)行方式下發(fā)生約束故障后為保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定所需的切機(jī)量，本實(shí)施例中靈紹直流雙極閉鎖故障最小安控切機(jī)量為3000MW；最大安控切機(jī)量一般為考慮電網(wǎng)允許的功率不平衡量，直流系統(tǒng)實(shí)際配置的切機(jī)量，本實(shí)施例中靈紹直流雙極閉鎖故障最大安控切機(jī)量為5500MW。FACTS裝置初始狀態(tài)為FACTS裝置實(shí)際初始投入的容性無功容量，F(xiàn)ACTS裝置全部動(dòng)態(tài)無功備用容量為FACTS裝置允許初始投入與實(shí)際初始投入的容性無功容量的差值。本實(shí)施例中西北-新疆聯(lián)網(wǎng)二通道上FACTS裝置初始狀態(tài)及動(dòng)態(tài)無功備用容量如表1所示。表1FACTS裝置容量及初始設(shè)置情況(容性無功功率為正)步驟(2)：依據(jù)約束故障、最小安控切機(jī)量以及FACTS裝置初始狀態(tài)計(jì)算交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅ΔVi1，將關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi1與關(guān)鍵母線允許電壓變化值ΔVim進(jìn)行比較；本實(shí)施例中通過電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真軟件獲取電網(wǎng)在FACTS裝置初始狀態(tài)下發(fā)生靈州-紹興特高壓直流雙極閉鎖故障并按照最小安控切機(jī)量3000MW執(zhí)行切機(jī)后交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅ΔVi1如表2所示；表2采取步驟2后交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅關(guān)鍵母線序號i關(guān)鍵母線名稱初始電壓穩(wěn)態(tài)電壓電壓升幅ΔVi11酒泉780.581635.52河西770.3798.728.43魚卡777.7833.355.6由于ΔV11＞ΔV1m，ΔV31＞ΔV3m，執(zhí)行步驟(3)；步驟(3)：依據(jù)約束故障、最大安控切機(jī)量以及FACTS裝置初始狀態(tài)計(jì)算交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅ΔVi2，將關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi2與關(guān)鍵母線允許電壓變化值ΔVim進(jìn)行比較；本實(shí)施例中通過電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真軟件獲取電網(wǎng)在FACTS裝置初始狀態(tài)下發(fā)生靈州-紹興特高壓直流雙極閉鎖故障并按照最大安控切機(jī)量5500MW執(zhí)行切機(jī)后交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅ΔVi2如表3所示；表3采取步驟2后交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅關(guān)鍵母線序號i關(guān)鍵母線名稱初始電壓穩(wěn)態(tài)電壓電壓升幅ΔVi11酒泉780.5803.823.32河西770.3789.519.23魚卡777.7811.533.8由于ΔV32＞ΔV3m，執(zhí)行步驟(4)；步驟(4)：依據(jù)約束故障、最大安控切機(jī)量以及FACTS裝置全部動(dòng)態(tài)無功備用容量計(jì)算交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅ΔVi3，將關(guān)鍵母線i電壓升幅ΔVi3與關(guān)鍵母線允許電壓變化值ΔVim進(jìn)行比較；本實(shí)施例中通過電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真軟件獲取電網(wǎng)在FACTS裝置調(diào)用全部動(dòng)態(tài)無功備用容量后發(fā)生靈州-紹興特高壓直流雙極閉鎖故障并按照最大安控切機(jī)量5500MW執(zhí)行切機(jī)后關(guān)鍵母線電壓升幅ΔVi3如表4所示；表4采取步驟3后交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅關(guān)鍵母線序號i關(guān)鍵母線名稱初始電壓穩(wěn)態(tài)電壓電壓升幅ΔVi11酒泉780.5799.118.62河西770.3787.517.23魚卡777.7798.320.6因?yàn)棣i3＜ΔVim，下一步需要優(yōu)化調(diào)整FACTS裝置初始狀態(tài)；優(yōu)化調(diào)整FACTS裝置初始狀態(tài)的具體方法為：1)ΔV32＝33.8kV，ΔV3m＝28kV，考慮ΔV32＞ΔV2m，關(guān)鍵母線為魚卡母線；2)計(jì)算所有FACTS裝置無功變化對魚卡母線電壓變化的靈敏度，本實(shí)施例中敦煌母線可控高抗、魚卡母線可控高抗和沙洲SVC無功變化對魚卡母線電壓變化分別為0.024、0.074、0.031V/Mvar；3)以所有FACTS裝置調(diào)節(jié)容量最小為目標(biāo)函數(shù)，以FACTS裝置調(diào)節(jié)后魚卡母線電壓升幅不超過ΔVim為約束條件，A、B、C分別為敦煌母線可控 高抗、魚卡母線可控高抗和沙洲SVC調(diào)用的動(dòng)態(tài)無功備用容量，建立線性規(guī)劃模型：目標(biāo)函數(shù)：min(A+B+C)約束條件：.33.8-(0.024A+0.074B+0.031C)≤28A≤75B≤80C≤180]]>4)求解FACTS裝置初始狀態(tài)的優(yōu)化調(diào)整結(jié)果A＝0Mvar，B＝80Mvar，C＝0Mvar，調(diào)整后關(guān)鍵母線電壓升幅如表5所示，滿足ΔVi3＜ΔVim。表5采取步驟3后交流薄弱斷面關(guān)鍵母線電壓升幅關(guān)鍵母線序號i關(guān)鍵母線名稱初始電壓穩(wěn)態(tài)電壓電壓升幅ΔVi11酒泉780.5802.922.42河西770.3789.018.73魚卡777.7805.627.9綜上所述，為保證靈紹直流雙極閉鎖后，魚卡母線電壓升幅不超過28kV，需切機(jī)5500MW，同時(shí)調(diào)整魚卡母線可控高抗初始狀態(tài)為-200Mvar(容性無功功率為正)。本實(shí)施例應(yīng)用于靈紹直流雙極閉鎖故障，同時(shí)適用于西北電網(wǎng)其他可能引發(fā)西北-新疆聯(lián)網(wǎng)二通道潮流回退的直流線路閉鎖故障。最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3