考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法及系統(tǒng)，所述方法首先獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)；然后對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，通過(guò)電網(wǎng)故障進(jìn)行分析確定暫態(tài)電壓失穩(wěn)故障集合，并劃分為若干個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域；再計(jì)算各個(gè)故障狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度，并利用規(guī)劃選址組合分析法確定其中一個(gè)電網(wǎng)故障薄弱區(qū)域的待補(bǔ)償點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置；最后輸出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明適用于交直流混聯(lián)電網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址問(wèn)題中，具有高效簡(jiǎn)易、與工程緊密結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，并能夠有效防止動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選補(bǔ)償點(diǎn)的冗余性。
【專利說(shuō)明】
考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種無(wú)功補(bǔ)償選址方法，具體涉及一種考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú) 功規(guī)劃選址分析方法及系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)的直流輸電已經(jīng)具有了一定規(guī)模，特高壓交流也在大力發(fā)展和陸續(xù)建設(shè)中， 已經(jīng)建成投運(yùn)了多條特高壓交流工程(如晉東南-南陽(yáng)-荊門、淮南-滬西等特高壓交流工 程），我國(guó)華東、華南等區(qū)域網(wǎng)架較為復(fù)雜，而且負(fù)荷增長(zhǎng)比較快，且有多條特高壓接入，隨 著未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)該類負(fù)荷中心區(qū)域的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性具有較大的挑戰(zhàn)。為了增強(qiáng)交直 流混聯(lián)地區(qū)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，可在暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域進(jìn)行考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng) 態(tài)無(wú)功規(guī)劃，確定薄弱區(qū)域的待補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)數(shù)量和位置，以提高系統(tǒng)在電網(wǎng)發(fā)生故障后的動(dòng) 態(tài)無(wú)功的支撐能力。
[0003] 用于提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析中，核心在于提出反映電網(wǎng)故 障后恢復(fù)能力的暫態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)，以及建立考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分 析方法。目前對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的研究較多，其中，對(duì)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的研究較為成熟，常 用的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)主要有PV曲線法、靈敏度指標(biāo)、模態(tài)識(shí)別法等方法。但僅依靠靜態(tài)電 壓穩(wěn)定性對(duì)電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域進(jìn)行研究有一定局限性，當(dāng)前研究中也提出了若干暫 態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)，其中，故障后電壓跌落指標(biāo)可反映電網(wǎng)的暫態(tài)恢復(fù)能力，最大故障清除時(shí) 間指標(biāo)可評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行處于故障下的最長(zhǎng)時(shí)間，這些指標(biāo)受電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)的影 響較大，具有一定的局限性。此外，能量函數(shù)法可用來(lái)評(píng)估電網(wǎng)在故障后的電壓穩(wěn)定性，但 由于該方法構(gòu)造能量函數(shù)法比較困難，因此能量函數(shù)法在暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的評(píng)估中還需要 更多的研究。為了更加全面準(zhǔn)確反映電網(wǎng)發(fā)生故障后的恢復(fù)能力，提出新型的暫態(tài)電壓穩(wěn) 定指標(biāo)具有重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為了克服以上技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了一種考慮暫態(tài) 電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法及系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī) 劃選址分析方法，其特征是，包括以下步驟：
[0006] 步驟1:獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)包括直流輸電系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償 裝置和發(fā)電機(jī)的暫態(tài)參數(shù)及其控制系統(tǒng)參數(shù)；
[0007] 步驟2:對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，通過(guò)電網(wǎng)故障進(jìn)行分析確定暫態(tài) 電壓失穩(wěn)故障集合，記為并根據(jù)的分布將發(fā)生故障的電網(wǎng)劃分為若干個(gè)暫態(tài)電壓 穩(wěn)定薄弱區(qū)域；
[0008] 步驟3:對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的故障進(jìn)行逐個(gè)分析，并計(jì)算各個(gè)故障狀態(tài)下的 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度，利用規(guī)劃選址組合分析法確定其中一個(gè)電網(wǎng)故障薄弱區(qū)域的待補(bǔ)償 點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，如果1個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)無(wú)法滿足穩(wěn)定需求，則需要2個(gè)甚至更多個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)組合對(duì) 薄弱區(qū)域進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；
[0009] 步驟4:是否對(duì)所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析完畢，如果是 則輸出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，否則轉(zhuǎn)到步驟3 繼續(xù)對(duì)下一薄弱區(qū)域的規(guī)劃選址分析，直至對(duì)所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃 選址分析完畢為止。
[0010] 所述故障集合包括發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故障、特高壓直流輸電故障和線路故 障。
[0011] 所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度包括基于暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI的補(bǔ)償靈敏度知Isis和 基于暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI的補(bǔ)償靈敏度SfV 4。
[0012] 所述補(bǔ)償靈敏度*^、的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟：
[0013] (11)暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI定義為：
[0014]
(1)
[0015]式中：ut, i為在t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的暫態(tài)電壓;UiO為節(jié)點(diǎn)i正常工況下的電壓;tc為暫態(tài)恢 復(fù)過(guò)程中截止時(shí)間;Fk為電網(wǎng)的故障類型;其中，
為故障集合；
[0016] (12)故障集合9^表示為：
[0017]
(2)
[0018] 式中：Rg，Ruhv，Rhvdc，Rbr分別表不發(fā)電機(jī)故障集合、特高壓交流故障集合、直流輸電 故障集合和線路故障集合；
[0019] (13)將式（1)的TVRI指標(biāo)表示為其差分定義式：
[0020]
G)
[0021]式中：ts為時(shí)域仿真分析中的計(jì)算步長(zhǎng)；
[0022] (14)采用7ΥΑ7/對(duì)電網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，可得出全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)為：
[0023]
(4)
[0024] 由式(4)可知，全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)由評(píng)估區(qū)域中的所有節(jié)點(diǎn)的7Τ7?/嚴(yán)最 大值決定；
[0025]基于TVRI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：
[0026] (7)
[0027]
[0028] (8)
[0029] 式中：TVRIs可由式(4)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量。
[0030] 所述補(bǔ)償靈敏度At,、的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟：
[0031] (21)暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI定義為：
[0032]
(5)
[0033] 式中：Nt為暫態(tài)時(shí)域仿真的周波數(shù);Np為電網(wǎng)故障后第pth次周汲分 別為Fk故障下節(jié)點(diǎn)i在第Np周波的最大和最小電壓；
[0034] (22)采用7YF//:對(duì)電網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，可得出暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)為：
[0035]
[0036] (23)基于TVFI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：
[0037] C9)
[0038]
[0039] (10)
[0040] 式中：TVFIs可由式(6)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量。
[0041 ]所述規(guī)劃選址組合分析法包括以下步驟：
[0042] (1)利用時(shí)域仿真程序?qū)θW(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真和分析，并根據(jù)存在暫 態(tài)電壓穩(wěn)定性問(wèn)題的故障集合劃分為若干個(gè)薄弱區(qū)域；
[0043] (2)針對(duì)每個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，可選擇一個(gè)或多個(gè)待選點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，規(guī)劃選 址的原則為利用最少的補(bǔ)償點(diǎn)提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性；
[0044] (3)對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的每一區(qū)域的故障集合基于所述的補(bǔ)償靈敏度逐 個(gè)進(jìn)行計(jì)算和分析，若1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置不能解決暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的問(wèn)題，則需要用2 臺(tái)甚至更多臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償；
[0045] (4)基于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度對(duì)每個(gè)薄弱區(qū)域的選址位置進(jìn)行計(jì)算和篩選，最終 得出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，以改善全網(wǎng)的暫態(tài) 電壓穩(wěn)定性。
[0046] 所述電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)從電網(wǎng)系統(tǒng)中直接獲取或通過(guò)輸入裝置錄入。
[0047] 本發(fā)明還提供了一種考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析系統(tǒng)，其特征 是，包括：
[0048] 數(shù)據(jù)獲取模塊，用以獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)包括直流輸電系統(tǒng)、動(dòng) 態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置和發(fā)電機(jī)的暫態(tài)參數(shù)及其控制系統(tǒng)參數(shù)；
[0049] 仿真分析模塊，用以對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，通過(guò)電網(wǎng)故障進(jìn)行 分析確定暫態(tài)電壓失穩(wěn)故障集合，記為
[0050] 區(qū)域劃分模塊，用以根據(jù)％的分布將將發(fā)生故障的電網(wǎng)劃分為若干個(gè)暫態(tài)電壓 穩(wěn)定薄弱區(qū)域；
[0051] 選址分析模塊，用以對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的故障進(jìn)行逐個(gè)分析，并計(jì)算各個(gè) 故障狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度，利用規(guī)劃選址組合分析法確定其中一個(gè)電網(wǎng)故障薄弱 區(qū)域的待補(bǔ)償點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，如果1個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)無(wú)法滿足穩(wěn)定需求，則需要2個(gè)甚至更多個(gè) 補(bǔ)償點(diǎn)組合對(duì)薄弱區(qū)域進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；
[0052] 輸出模塊，用以輸出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置 方案。
[0053] 所述故障集合包括發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故障、特高壓直流輸電故障和線路故 障。
[0054]所述選址分析模塊包括動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度計(jì)算模塊和規(guī)劃選址組合分析模塊。
[0055] 所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度計(jì)算模塊用以計(jì)算基于暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI的補(bǔ)償 靈敏度矣^和基于暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI的補(bǔ)償靈敏度·. 'Λ 9
[0056] 所述補(bǔ)償靈敏度的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟：
[0057] (11)暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI定義為：
[0058]
(1)
[0059]式中：Ut,i為在t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的暫態(tài)電壓;Uio為節(jié)點(diǎn)i正常工況下的電壓;tc為暫態(tài)恢 復(fù)過(guò)程中截止時(shí)間;Fk為電網(wǎng)的故障類型;其中，/·;. ;'凡.為故障集合；
[0060] (12)故障集合貨^表示為：
[0061 ]
(2):
[0062 ]式中：Rg，Ruhv，Rhvdc，Rbr分別表不發(fā)電機(jī)故障集合、特高壓交流故障集合、直流輸電 故障集合和線路故障集合；
[0063] (13)將式（1)的TVRI指標(biāo)表示為其差分定義式：
[0064]
(3)
[0065] 式中：ts為時(shí)域仿真分析中的計(jì)算步長(zhǎng)；
[0066] (1 4)梁用T7F財(cái)$對(duì)電網(wǎng)中仵意書(shū)點(diǎn)講桿i+笪，可得出仝局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)為：
[0067]
(4)
[0068] 由式(4)可知，全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)由評(píng)估區(qū)域中的所有節(jié)點(diǎn)的最 大值決定；
[0069]基于TVRI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：
[0070]
(7)
[0071] 將式(7)轉(zhuǎn)化為：
[0072]
(8)
[0073] 式中：TVRIs可由式(4)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量；
[0074] 所述補(bǔ)償靈敏度的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟：
[0075] (21)暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI定義為：
[0076]
(5 )
[0077] 式中：Nt為暫態(tài)時(shí)域仿真的周波數(shù);Np為電網(wǎng)故障后第pth次周； 分 別為Fk故障下節(jié)點(diǎn)i在第Np周波的最大和最小電壓；
[0078] (22)采用對(duì)電網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，可得出暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)為：
[0079]
(6)
[0080] (23)基于TVFI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：
[0081 ] C9)
[0082]
[0083] (1.0)
[0084] 式中：TVFIs可由式(6)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量。
[0085] 所述規(guī)劃選址組合分析模塊首先利用時(shí)域仿真程序?qū)θW(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn) 行仿真和分析，并根據(jù)存在暫態(tài)電壓穩(wěn)定性問(wèn)題的故障集合劃分為若干個(gè)薄弱區(qū)域;針對(duì) 每個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，可選擇一個(gè)或多個(gè)待選點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，規(guī)劃選址的原則為利用 最少的補(bǔ)償點(diǎn)提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性;對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的每一區(qū)域的故障集 合基于所述的補(bǔ)償靈敏度逐個(gè)進(jìn)行計(jì)算和分析，若1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置不能解決暫態(tài)電 壓穩(wěn)定性的問(wèn)題，則需要用2臺(tái)甚至更多臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償;基于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ) 償靈敏度對(duì)每個(gè)薄弱區(qū)域的選址位置進(jìn)行計(jì)算和篩選，最終得出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū) 域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，以改善全網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。
[0086] 所述數(shù)據(jù)獲取模塊從電網(wǎng)系統(tǒng)中直接獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)或通過(guò)輸入裝置錄入 電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0087] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)暫態(tài)電壓失穩(wěn)故障集合的分布劃分為若干個(gè)暫 態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，通過(guò)將無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃選址作為一項(xiàng)子問(wèn)題先行解決，一定程度上對(duì) 動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)化;提出的TVRI和TVFI指標(biāo)用于故障后的暫態(tài)電壓穩(wěn)定評(píng)估適 用性較強(qiáng)，故障下的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度劣計(jì)算較為簡(jiǎn)易，建立的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償 規(guī)劃選址組合分析方法實(shí)用性強(qiáng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明適用于交直流混聯(lián)電網(wǎng)中的動(dòng) 態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址問(wèn)題中，具有高效簡(jiǎn)易、與工程緊密結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，并能夠有效防止動(dòng)態(tài)無(wú)功 規(guī)劃選址待選補(bǔ)償點(diǎn)的冗余性。
[0088] 本發(fā)明可解決考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題的最近補(bǔ)償位置，利用時(shí)域仿 真軟件分析系統(tǒng)的暫態(tài)電壓失穩(wěn)區(qū)域，并采用無(wú)功規(guī)劃選址組合法對(duì)最佳補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)量和位 置進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)每個(gè)區(qū)域利用規(guī)劃選址組合分析法可將問(wèn)題簡(jiǎn)易化，對(duì)薄弱區(qū)域用最 少的補(bǔ)償點(diǎn)位置，可防止動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址的冗余性，并能高效增強(qiáng)系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定 性。
[0089] 為了對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址進(jìn)行分析，本發(fā)明提出了能夠反映電網(wǎng)故障后電壓恢復(fù) 能力的暫態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo):暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI和暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI，以此來(lái)對(duì)電 網(wǎng)故障后暫態(tài)電壓偏離程度以及暫態(tài)波動(dòng)程度進(jìn)行評(píng)估。本發(fā)明還針對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱 區(qū)域給出了一種基于TVRI指標(biāo)和TVFI指標(biāo)下的補(bǔ)償靈敏度的簡(jiǎn)易計(jì)算方法。
【附圖說(shuō)明】
[0090] 圖1是本發(fā)明所述選址系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0091 ]圖2是本發(fā)明所述選址分析方法的方法流程圖；
[0092] 圖3為電網(wǎng)大擾動(dòng)后暫態(tài)電壓曲線；
[0093] 圖4為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置組合選址法的示意圖；
[0094]圖5為基于IEEE39的擴(kuò)展交直流混聯(lián)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0095]為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行詳細(xì)闡述。下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié) 構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以 在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示 所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例 繪制。本發(fā)明省略了對(duì)公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。
[0096] 針對(duì)電網(wǎng)中存在的暫態(tài)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的薄弱區(qū)域，動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃可作為一種防范 的措施。動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃中首先需要確定規(guī)劃選址位置，對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址常見(jiàn)的有兩種 方式進(jìn)行確定，一種為建立合適的暫態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)進(jìn)行對(duì)最佳規(guī)劃補(bǔ)償點(diǎn)進(jìn)行選擇，另 外一種為建立動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃優(yōu)化模型，模型中將規(guī)劃選址位置和動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償容量均作為 優(yōu)化變量進(jìn)行尋優(yōu)。對(duì)規(guī)劃選址位置通過(guò)優(yōu)化尋優(yōu)的方式較為簡(jiǎn)單，但是用于實(shí)際大電網(wǎng) 中將會(huì)增加優(yōu)化變量，從而使得控制變量維數(shù)明顯增加，因此，基于暫態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)提出 優(yōu)良的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法可將規(guī)劃選址問(wèn)題和定容問(wèn)題進(jìn)行分解，一定程度上對(duì) 動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)化。因此，建立考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析 方法有利于對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃方法的分解和簡(jiǎn)化，并能高效增強(qiáng)系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。
[0097] 如圖1所示，本發(fā)明的一種考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析系統(tǒng)， 它包括：
[0098] 數(shù)據(jù)獲取模塊，從電網(wǎng)系統(tǒng)中直接獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)或通過(guò)輸入裝置錄入電網(wǎng) 的相關(guān)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)包括直流輸電系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置和發(fā)電機(jī)的暫態(tài)參數(shù) 及其控制系統(tǒng)參數(shù)，從中可以獲得發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故障、特高壓直流輸電故障和線 路故障信息；
[0099] 仿真分析模塊，仿真分析模塊安裝有時(shí)域仿真分析軟件，用以對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓 穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，通過(guò)電網(wǎng)故障進(jìn)行分析確定暫態(tài)電壓失穩(wěn)故障集合，記為所述 故障集合包括發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故障、特高壓直流輸電故障和線路故障；
[0100] 區(qū)域劃分模塊，用以根據(jù)％的分布將將發(fā)生故障的電網(wǎng)劃分為若干個(gè)暫態(tài)電壓 穩(wěn)定薄弱區(qū)域；
[0101]選址分析模塊，用以對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的故障進(jìn)行逐個(gè)分析，并計(jì)算各個(gè) 故障狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度，利用規(guī)劃選址組合分析法確定其中一個(gè)電網(wǎng)故障薄弱 區(qū)域的待補(bǔ)償點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，如果1個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)無(wú)法滿足穩(wěn)定需求，則需要2個(gè)甚至更多個(gè) 補(bǔ)償點(diǎn)組合對(duì)薄弱區(qū)域進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；
[0102] 輸出模塊，用以輸出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置 方案。
[0103] 所述選址分析模塊包括動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度計(jì)算模塊和規(guī)劃選址組合分析模塊； 所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度計(jì)算模塊用以計(jì)算基于暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI的補(bǔ)償靈敏度 和基于暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI的補(bǔ)償靈敏度&.所述規(guī)劃選址組合分析模塊首先 利用時(shí)域仿真程序?qū)θW(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真和分析，并根據(jù)存在暫態(tài)電壓穩(wěn)定性 問(wèn)題的故障集合劃分為若干個(gè)薄弱區(qū)域;針對(duì)每個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，可選擇一個(gè)或 多個(gè)待選點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，規(guī)劃選址的原則為利用最少的補(bǔ)償點(diǎn)提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性； 對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的每一區(qū)域的故障集合基于所述的補(bǔ)償靈敏度逐個(gè)進(jìn)行計(jì)算和 分析，若1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置不能解決暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的問(wèn)題，則需要用2臺(tái)甚至更多臺(tái) 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償;基于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度對(duì)每個(gè)薄弱區(qū)域的選址位置進(jìn)行計(jì) 算和篩選，最終得出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，以 改善全網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。
[0104]如圖2所示，本發(fā)明的一種考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法，該 選址分析方法所依附的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，給出了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備選址方法的 分析和篩選方案。
[0105] 本發(fā)明所述的選址分析方法可解決考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題的最近 補(bǔ)償位置，利用時(shí)域仿真軟件分析系統(tǒng)的暫態(tài)電壓失穩(wěn)區(qū)域，并采用無(wú)功規(guī)劃選址組合法 對(duì)最佳補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)量和位置進(jìn)行分析，動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃的選址具體流程如圖2所示。
[0106] 本發(fā)明所述的選址分析方法可利用時(shí)域仿真分析軟件進(jìn)行輔助，其主要步驟為：
[0107] 步驟1:獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)包括直流輸電系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償 裝置和發(fā)電機(jī)的暫態(tài)參數(shù)及其控制系統(tǒng)參數(shù)；
[0108] 步驟2:對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，通過(guò)發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故 障、特高壓直流輸電故障和線路故障等電網(wǎng)故障進(jìn)行分析確定暫態(tài)電壓失穩(wěn)故障集合，記 為~，并根據(jù)牝的分布將發(fā)生故障的電網(wǎng)劃分為若干個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域；
[0109] 步驟3:對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的故障進(jìn)行逐個(gè)分析，并計(jì)算各個(gè)故障狀態(tài)下的 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度(鱗％和^_,、可基于式(8)或（10)進(jìn)行計(jì)算），利用規(guī)劃選址組合分析 法確定其中一個(gè)電網(wǎng)故障薄弱區(qū)域的待補(bǔ)償點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，如果1個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)無(wú)法滿足穩(wěn) 定需求，則需要2個(gè)甚至更多個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)組合對(duì)薄弱區(qū)域進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；
[0110] 步驟4:是否對(duì)所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析完畢，如果是 則輸出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，否則轉(zhuǎn)到步驟3 繼續(xù)對(duì)下一薄弱區(qū)域的規(guī)劃選址分析，直至對(duì)所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃 選址分析完畢為止。
[0111] 本發(fā)明所述選址分析方法對(duì)每個(gè)區(qū)域利用規(guī)劃選址組合分析法可將問(wèn)題簡(jiǎn)易化， 對(duì)薄弱區(qū)域用最少的補(bǔ)償點(diǎn)位置，可防止動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址的冗余性。
[0112] 電網(wǎng)在故障后的暫態(tài)電壓響應(yīng)示意圖如圖3所示，其中，Un為額定電壓;tF為電網(wǎng)故 障發(fā)生時(shí)間；ted為電網(wǎng)故障清除時(shí)間；t。為用于暫態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)計(jì)算的截止時(shí)間。故障后 會(huì)引起電壓失穩(wěn)發(fā)生的區(qū)域，可通過(guò)安裝動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行改善。
[0113] 為了對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備規(guī)劃選址進(jìn)行分析，需要首先提出能夠反映電網(wǎng)故障后 電壓恢復(fù)能力的暫態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)，為此，提出了暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI (Transient voltage recovery index，TVRI)和暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI(transient voltage fluctuation index，TVFI)，對(duì)電網(wǎng)故障后暫態(tài)電壓偏離程度以及暫態(tài)波動(dòng)程度進(jìn)行評(píng)估。
[0114] 所述的暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI，其定義式為：
[0115]
(1)
[0116] 式中：Ut, i為在t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的暫態(tài)電壓;Uio為節(jié)點(diǎn)i正常工況下的電壓;tc為暫態(tài)恢 復(fù)過(guò)程中截止時(shí)間;F k為電網(wǎng)的故障類型;其中，巧e為故障集合。
[0117] 其中，故障集合包括發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故障、特高壓直流輸電故障、線路 故障等，其可表示為：
[0118]
(2)
[0119] 式中：Rg，Ruhv，R_c，Rbr分別表不發(fā)電機(jī)故障集合、特高壓交流故障集合、直流輸電 故障集合以及線路故障集合。
[0120] 暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)可用于評(píng)估電網(wǎng)故障后暫態(tài)電壓偏離正常工況下的程度，以衡 量故障后的暫態(tài)電壓恢復(fù)能力。為了便于利用時(shí)域仿真分析程序?qū)收虾蟮臅簯B(tài)電壓恢復(fù) 指標(biāo)計(jì)算，將式(1)的TVRI指標(biāo)表示為其差分定義式：
[0121]
(3)
[0122] 式中：ts為時(shí)域仿真分析中的計(jì)算步長(zhǎng)。
[0123] TTWfi可衡量節(jié)點(diǎn)i故障集合9^下的暫態(tài)電壓恢復(fù)程度，TYi?//*可對(duì)任意節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行計(jì)算，為了對(duì)某個(gè)區(qū)域或全網(wǎng)下的暫態(tài)電壓恢復(fù)能力進(jìn)行評(píng)估，給出了全局暫態(tài)電壓恢 復(fù)指標(biāo)，其定義為：
[0124]
(4)
[0125] 全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)JYi?/=由評(píng)估區(qū)域中的所有節(jié)點(diǎn)的TTR/f*最大值決定。當(dāng) TVRI指標(biāo)較大時(shí)，則表明故障電網(wǎng)不具備自動(dòng)恢復(fù)的能力，該節(jié)點(diǎn)在電網(wǎng)發(fā)生故障后導(dǎo)致 電壓不穩(wěn)定的隱患越大，該節(jié)點(diǎn)即為暫態(tài)穩(wěn)定薄弱節(jié)點(diǎn)，需要通過(guò)采取一定的補(bǔ)償措施予 以防患于未然。故障后的暫態(tài)電壓恢復(fù)情況與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)元件的控制系統(tǒng)相關(guān)。
[0126] 所述的暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI定義式為：
[0127]
(5)
[0128] 式中：Nt為暫態(tài)時(shí)域仿真的周波數(shù);Np為電網(wǎng)故障后第pth次周波
? 別為Fk故障下節(jié)點(diǎn)i在第Np周波的最大和最小電壓。
[0129] 同樣，可以定義TVFI在全網(wǎng)下的全局指標(biāo)為：
[0130]
⑷
[0131] TVFI指標(biāo)可通過(guò)故障后的電壓暫態(tài)平均波動(dòng)衡量電網(wǎng)的電壓恢復(fù)能力。
[0132] 所述的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法可通過(guò)補(bǔ)償靈敏度進(jìn)行計(jì)算和篩選，針對(duì)暫態(tài) 電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域給出了基于TVRI指標(biāo)和TVFI指標(biāo)下的補(bǔ)償靈敏度的簡(jiǎn)易計(jì)算方法。
[0133] 所述的基于TVRI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度可表示為：
[0134]
(7)
[0135] 為了利用暫態(tài)仿真分析軟件分析和計(jì)算動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的待選節(jié)點(diǎn)，可將式 (7)轉(zhuǎn)化為：
[0136]
(8)
[0137] 式中：TVRIs可由式(4)求解。
[0138] 所述的基于TVFI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度可表示為：
[0139]
(:9.)
[0140] 同樣，為了便于暫態(tài)仿真分析計(jì)算，可將式(9)簡(jiǎn)化為：
[0141]
(10):
[0142] 式中：TVFIs可由式(6)求解。
[0143] 考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址最近補(bǔ)償點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱 區(qū)域可通過(guò)動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃組合選址分析法進(jìn)行識(shí)別。
[0144] 動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址組合分析法可解決選址待選點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及最佳組合問(wèn)題，旨在 防止對(duì)規(guī)劃選址中的補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)過(guò)多投資。由于實(shí)際區(qū)域電網(wǎng)網(wǎng)架較為復(fù)雜，母線眾多，為了 使得所述的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法能夠更加快速、便利和高效地應(yīng)用到實(shí)際電網(wǎng)，首 先可利用時(shí)域仿真程序?qū)θW(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真和分析，根據(jù)存在暫態(tài)電壓穩(wěn)定 性問(wèn)題的故障集合劃分為若干個(gè)薄弱區(qū)域，針對(duì)每個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，可選擇一個(gè) 或多個(gè)待選點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，規(guī)劃選址的原則為利用最少的補(bǔ)償點(diǎn)提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定 性。動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址組合分析法如圖4所示，對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的每一區(qū)域的故障 集合基于所述的補(bǔ)償靈敏度逐個(gè)進(jìn)行計(jì)算和分析，若1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置不能解決暫態(tài) 電壓穩(wěn)定性的問(wèn)題，則需要用2臺(tái)甚至更多臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選 址的方法基于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度分析和篩選，對(duì)每個(gè)薄弱區(qū)域的選址位置進(jìn)行計(jì)算和篩 選，最終改善全網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。
[0145] 下面結(jié)合一具體應(yīng)用實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行驗(yàn)證。
[0146] 該實(shí)施例采用基于IEEE39標(biāo)準(zhǔn)算例的擴(kuò)展交直流混聯(lián)系統(tǒng)為例，基于IEEE39的擴(kuò) 展交直流混聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，系統(tǒng)中共有3條直流輸電接入，其中，整流側(cè)接入點(diǎn) 分別為節(jié)點(diǎn)2,、10以及12,逆變側(cè)接入點(diǎn)分別為節(jié)點(diǎn)8、17以及26,直流輸電系統(tǒng)采用定電流 定熄弧角控制模式，整流側(cè)初始直流輸電電流為1.0 p .u .，逆變側(cè)的熄弧角為8.0°。通過(guò) IEEE39標(biāo)準(zhǔn)算例對(duì)提出的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法進(jìn)行驗(yàn)證和 分析。
[0147] 基于時(shí)域仿真分析程序?qū)υ摂U(kuò)展系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行分析，其中，電網(wǎng)故 障類型采用三相故障，故障時(shí)間設(shè)為100ms，且故障線路末端清除時(shí)間延遲50ms清除。經(jīng)過(guò) 暫態(tài)仿真分析后得知，該IEEE39的擴(kuò)展系統(tǒng)中共有兩個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，分別如圖5 中的薄弱區(qū)域1以及薄弱區(qū)域2,存在電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的線路故障共有8條，電壓失穩(wěn)區(qū)域及線 路如表1所示。
[0148] 表1:存在暫態(tài)電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域和線路
[0151]以暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域1的10-13線路故障為例，其補(bǔ)償靈敏度的計(jì)算結(jié)果如表 2所示，通過(guò)基于TVRI指標(biāo)和TVFI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度結(jié)果可知，該區(qū)域只有節(jié)點(diǎn)10或11安裝 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置后可使得故障后暫態(tài)電壓得以恢復(fù)，且區(qū)域1的最佳動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址 位置為節(jié)點(diǎn)11，通過(guò)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的規(guī)劃組合分析法可知，該區(qū)域僅需1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ) 償裝置。
[0152]表2:線路10-13故障后選址補(bǔ)償靈敏度
[0154] 對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域2的線路26-27故障后補(bǔ)償靈敏度分析結(jié)果如表3所示， 通過(guò)計(jì)算可知，該區(qū)域僅靠安裝1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置不能達(dá)到改善暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的目 的，利用規(guī)劃選址組合分析法安裝2臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行分析，結(jié)果表明，2臺(tái)裝置可實(shí) 現(xiàn)故障后系統(tǒng)恢復(fù)的能力，而且共有3種待選點(diǎn)組合方式可改善暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，根據(jù)補(bǔ)償 靈敏度分析結(jié)果可知，節(jié)點(diǎn)28和節(jié)點(diǎn)29均安裝動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)在暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的改 善效果靈敏度最高。
[0155] 表3:線路26-27故障后動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償選址補(bǔ)償靈敏度
[0158] 因此，該實(shí)施例考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的最佳動(dòng)態(tài)無(wú)功選址位置為節(jié)點(diǎn)11、28以及 29,通過(guò)對(duì)薄弱區(qū)域內(nèi)的所有故障進(jìn)行逐一校驗(yàn)可知，這3個(gè)節(jié)點(diǎn)作為動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址的 待選點(diǎn)具有良好的改善效果。
[0159] 此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說(shuō)明書(shū)中描述的特定實(shí)施例的工藝、機(jī)構(gòu)、制 造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易 地理解，對(duì)于目前已存在或者以后即將開(kāi)發(fā)出的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或 步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié) 果，依照本發(fā)明可以對(duì)它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)構(gòu)、制 造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法，其特征是，包括以下步驟： 步驟1:獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)包括直流輸電系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 和發(fā)電機(jī)的暫態(tài)參數(shù)及其控制系統(tǒng)參數(shù)； 步驟2:對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，通過(guò)電網(wǎng)故障進(jìn)行分析確定暫態(tài)電壓 失穩(wěn)故障集合，記為并根據(jù)9、的分布將發(fā)生故障的電網(wǎng)劃分為若干個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定 薄弱區(qū)域； 步驟3:對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的故障進(jìn)行逐個(gè)分析，并計(jì)算各個(gè)故障狀態(tài)下的動(dòng)態(tài) 無(wú)功補(bǔ)償靈敏度，利用規(guī)劃選址組合分析法確定其中一個(gè)電網(wǎng)故障薄弱區(qū)域的待補(bǔ)償點(diǎn)的 個(gè)數(shù)和位置，如果1個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)無(wú)法滿足穩(wěn)定需求，則需要2個(gè)甚至更多個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)組合對(duì)薄弱 區(qū)域進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償； 步驟4:是否對(duì)所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析完畢，如果是則輸 出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，否則轉(zhuǎn)到步驟3繼續(xù) 對(duì)下一薄弱區(qū)域的規(guī)劃選址分析，直至對(duì)所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址 分析完畢為止。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法，其特征 是，所述故障集合包括發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故障、特高壓直流輸電故障和線路故障。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法，其特征 是，所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度包括基于暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI的補(bǔ)償靈敏度和基于暫 態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI的補(bǔ)償靈敏度. 9 所述補(bǔ)償靈敏度的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟： (11) 暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI定義為：式中：Ut,i為在t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的暫態(tài)電壓;UiQ為節(jié)點(diǎn)i正常工況下的電壓;tc為暫態(tài)恢復(fù)過(guò) 程中截止時(shí)間;Fk為電網(wǎng)的故障類型;其中，巧e 為故障集合； (12) 故障集合表示為： ?；?。,/?,.,"人4 (2) 式中：Rg，Ruh V，Rh VDC，Rbr分別表不發(fā)電機(jī)故障集合、特高壓交流故障集合、直流輸電故障 集合和線路故障集合； (13) 將式(1)的TVRI指標(biāo)表示為其差分定義式：式中:ts為時(shí)域仿真分析中的計(jì)算步長(zhǎng)； (14) 采用ΤΤΤ?//'對(duì)電網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，可得出全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)為： 由式(4)可知，全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)ITi?/，由評(píng)估區(qū)域中的所有節(jié)點(diǎn)的ΓΓΛ/Ρ最大值 決定；基于TVRI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：式中:TVRIS可由式(4)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量； 所述補(bǔ)償靈敏度的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟： (21) 暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI定義為：式中:Ντ為暫態(tài)時(shí)域仿真的周波數(shù);化為電網(wǎng)故障后第pth次周波；分別為Fk 故障下節(jié)點(diǎn)i在第NP周波的最大和最小電壓； (22) 采用7YF/,"對(duì)電網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，可得出暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)為：(23) 基于TVFI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：式中:TVFIS可由式(6)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法，其特征 是，所述規(guī)劃選址組合分析法包括以下步驟： (1) 利用時(shí)域仿真程序?qū)θW(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真和分析，并根據(jù)存在暫態(tài)電 壓穩(wěn)定性問(wèn)題的故障集合劃分為若干個(gè)薄弱區(qū)域； (2) 針對(duì)每個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，可選擇一個(gè)或多個(gè)待選點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，規(guī)劃選址 的原則為利用最少的補(bǔ)償點(diǎn)提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性； (3) 對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的每一區(qū)域的故障集合基于所述的補(bǔ)償靈敏度逐個(gè)進(jìn)行 計(jì)算和分析，若1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置不能解決暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的問(wèn)題，則需要用2臺(tái)甚至 更多臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償； (4)基于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度對(duì)每個(gè)薄弱區(qū)域的選址位置進(jìn)行計(jì)算和篩選，最終得出 所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，以改善全網(wǎng)的暫態(tài)電壓 穩(wěn)定性。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析方法，其特征 是，所述電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)從電網(wǎng)系統(tǒng)中直接獲取或通過(guò)輸入裝置錄入。6. 考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址分析系統(tǒng)，其特征是，包括： 數(shù)據(jù)獲取模塊，用以獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)包括直流輸電系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)無(wú) 功補(bǔ)償裝置和發(fā)電機(jī)的暫態(tài)參數(shù)及其控制系統(tǒng)參數(shù)； 仿真分析模塊，用以對(duì)電網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，通過(guò)電網(wǎng)故障進(jìn)行分析 確定暫態(tài)電壓失穩(wěn)故障集合，記為'凡-. 區(qū)域劃分模塊，用以根據(jù)的分布將將發(fā)生故障的電網(wǎng)劃分為若干個(gè)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄 弱區(qū)域； 選址分析模塊，用以對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的故障進(jìn)行逐個(gè)分析，并計(jì)算各個(gè)故障 狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度，利用規(guī)劃選址組合分析法確定其中一個(gè)電網(wǎng)故障薄弱區(qū)域 的待補(bǔ)償點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，如果1個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)無(wú)法滿足穩(wěn)定需求，則需要2個(gè)甚至更多個(gè)補(bǔ)償 點(diǎn)組合對(duì)薄弱區(qū)域進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償； 輸出模塊，用以輸出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方 案。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址系統(tǒng)，其特征是，所 述故障集合包括發(fā)電機(jī)故障、特高壓交流故障、特高壓直流輸電故障和線路故障。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址系統(tǒng)，其特征是，所 述選址分析模塊包括動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度計(jì)算模塊和規(guī)劃選址組合分析模塊； 所述動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度計(jì)算模塊用以計(jì)算基于暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI的補(bǔ)償靈敏 度和基于暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI的補(bǔ)償靈敏度. 所述補(bǔ)償靈敏度^一的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟： (11) 暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)TVRI定義為：式中：Ut,i為在t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的暫態(tài)電壓;UiQ為節(jié)點(diǎn)i正常工況下的電壓;tc為暫態(tài)恢復(fù)過(guò) 程中截止時(shí)間;Fk為電網(wǎng)的故障類型;其中，6 W為故障集合； (12) 故障集合表不為： = [Rc:, ,Rgf^ (2 ) 式中：Rg，Ruh V，Rh VDC，Rbr分別表不發(fā)電機(jī)故障集合、特高壓交流故障集合、直流輸電故障 集合和線路故障集合； (13) 將式(1)的TVRI指標(biāo)表示為其差分定義式：式中:ts為時(shí)域仿真分析中的計(jì)算步長(zhǎng)； (14)采用7T/?//對(duì)電網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，可得出全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)為：由式(4)可知，全局暫態(tài)電壓恢復(fù)指標(biāo)7'嘆〇由評(píng)估區(qū)域中的所有節(jié)點(diǎn)的rFR/f*最大值 決定； 基于TVRI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：式中:TVRIS可由式(4)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量； 所述補(bǔ)償靈敏度史；%/的計(jì)算過(guò)程包括以下步驟： (21) 暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)TVFI定義為：式中:NT為暫態(tài)時(shí)域仿真的周波數(shù);NP為電網(wǎng)故障后第pth次周波;分別為F k 故障下節(jié)點(diǎn)i在第NP周波的最大和最小電壓； (22) 采用對(duì)電網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，可得出暫態(tài)電壓波動(dòng)指標(biāo)為：(23) 基于TVFI指標(biāo)的補(bǔ)償靈敏度表示為：式中:TVFIS可由式(6)求解，Qsvc為無(wú)功補(bǔ)償容量。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址系統(tǒng)，其特征是，所 述規(guī)劃選址組合分析模塊首先利用時(shí)域仿真程序?qū)θW(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行仿真和分 析，并根據(jù)存在暫態(tài)電壓穩(wěn)定性問(wèn)題的故障集合劃分為若干個(gè)薄弱區(qū)域;針對(duì)每個(gè)暫態(tài)電 壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域，可選擇一個(gè)或多個(gè)待選點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，規(guī)劃選址的原則為利用最少的補(bǔ)償 點(diǎn)提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性;對(duì)暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的每一區(qū)域的故障集合基于所述 的補(bǔ)償靈敏度逐個(gè)進(jìn)行計(jì)算和分析，若1臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置不能解決暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的 問(wèn)題，則需要用2臺(tái)甚至更多臺(tái)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償;基于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償靈敏度對(duì)每 個(gè)薄弱區(qū)域的選址位置進(jìn)行計(jì)算和篩選，最終得出所有暫態(tài)電壓穩(wěn)定薄弱區(qū)域的動(dòng)態(tài)無(wú)功 規(guī)劃選址待選點(diǎn)位置方案，以改善全網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的考慮暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)無(wú)功規(guī)劃選址系統(tǒng)，其特征是， 所述數(shù)據(jù)獲取模塊從電網(wǎng)系統(tǒng)中直接獲取電網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)或通過(guò)輸入裝置錄入電網(wǎng)的相 關(guān)數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK106058876SQ201610387208
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日
【發(fā)明人】牟宏, 汪湲, 王春義, 于光遠(yuǎn), 王寶勇, 尹愛(ài)輝, 張友泉, 孫偉, 王飛, 安鵬, 趙龍, 王艷, 張 杰, 劉曉明, 曹相陽(yáng), 鄭志杰, 吳奎華, 梁衛(wèi)國(guó), 趙鵬
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司