一种新能源发电站AVC系统及其无功实时调节量计算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种新能源发电站AVC系统及其无功实时调节量计算方法，本方案通过一系列特征值，建立起发电机增加(或减少)无功出力、中压侧或高压侧母线补偿无功功率，或升高或降低两级变压器分接开关位置后，对高、中、低压侧母线电压、发电站输出无功功率等参数产生的变化量的模型。在发电站AVC系统现场运行时，该模型能够作为内部算法引入AVC系统中，辅助AVC系统快速而准确地制定无功补偿投切策略，从而产生了一种新的发电站AVC系统。新AVC系统能够满足电压和无功功率的快速调节响应时间要求，使发电站的电压和无功功率随时维持在给定的目标值范围内，提升了发电站输出的电能质量。

A new energy power station AVC system and its reactive power real-time adjustment calculation method

The invention relates to a new energy power station AVC system and reactive power regulation calculation method, this scheme through a series of characteristic value, set up the generator to increase (or decrease) reactive power, medium voltage or high voltage side bus reactive power compensation, the increase or decrease of two transformer tap switch position after the high, medium and low voltage side bus voltage, power station output reactive power produced by the variation of model parameters. When the power plant AVC system is running on site, the model can be introduced into the AVC system as an internal algorithm, and assist AVC system to make reactive power compensation and switching strategy quickly and accurately, so as to generate a new AVC system of power station. The new AVC system can meet the fast regulation response time requirements of voltage and reactive power, and maintain the voltage and reactive power of the power station at any time within a given target value range, and enhance the power quality output of the power station.

【技术实现步骤摘要】
一种新能源发电站AVC系统及其无功实时调节量计算方法
本专利技术涉及一种新能源发电站AVC系统及其无功实时调节量计算方法，属于电力系统

技术介绍
电力系统在正常运行时，应通过预防控制来控制潮流和电压水平，保持电网功角稳定运行并具有必要的稳定储备。按分层分区原则，通过预防控制合理调整系统无功功率，维持系统电压于稳定运行范围，保持适当的无功功率储备，保证系统在常规扰动或负荷波动情况下的电压稳定，减少动态稳定控制发生的概率。目前国家正在大力发展太阳能、风力、生物质等清洁的可再生能源发电站建设。新能源发电具有间歇性、随机性的特点，大量新能源发电站的接入电网危及电网的安全稳定运行，因此，新能源电站要求装设无功补偿装置和无功电压自动控制系统(AVC)，就地进行无功与电压的调节，来维持母线电压于规定范围并具有必要的电压稳定裕度，以保证新能源接入电网供电的电能质量。通过110(或66)kV及以上电压等级接入电网的新能源发电站，应按照分层分区、基本平衡的原则配置无功容量，且具备自动无功功率调节及电压控制能力。传统的发电站AVC产品通过配置静态电压无功调节响应参数，来计算电压或功率因数异常调节的无功功率控制值。因静态参数计算的调节量不能适应所有实际状态，传统AVC产品存在调节次数多、调节过程长以及容易出现振荡调节现象等缺陷，其调节速度和控制精度难以满足新能源发电站接入电力系统的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新能源发电站AVC系统及其无功实时调节量计算方法，用以解决现有技术在新能源发电站无功调节过程中存在的调节次数多、调节过程长以及容易出现振荡调节现象的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：本专利技术的一种新能源发电站发电机增加无功出力的动态响应参数的计算方法，包括以下发电机增加无功出力方法方案：发电机增加无功出力方法方案一，采集发电站每一组发电机i的一级变压器的当前分接开关的档位ni、发电站二级变压器的当前分接开关n、发电站每一组发电机i的母线电压U0，i、发电机i的一级变压器的高压侧母线电压U1、发电站二级变压器的高压侧母线电压U2、每一组发电机i输出的有功功率P0，i、每一组发电机i输出的无功功率Q0，i、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总有功功率P2、发电站中压母线输入二级变压器的总无功功率Q1、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总无功功率Q2；计算一组发电机i增加无功出力的动态响应参数，所述一组发电机i增加无功出力的动态响应参数包括：发电机i增加单位无功出力引起发电机i对应的低压母线电压增量其中，KUQ，i＝Kuq，cKQQ，i、KQQ，i＝Kqq，t，i-KQU，iKuq，t，i、Kqq,c1＝Kqq,t-Kqu,lKuq,t、ZT,i2＝XT,i2+RT,i2、ZT2＝XT2+RT2；其中，i和j表示不同发电设备的序号，每个发电设备连接对应的一级升压变压器，所有的一级升压变压器均通过中压母线连接一个二级升压变压器，i≠j；m为分列运行变电站中变压器的数量、XL为发电站至大电网之间等效输电线路的电抗、RT为发电站二级变压器归算到低压侧的支路电阻、RT,i为发电机i对应的一级变压器归算到低压侧的支路电阻、XT为发电站二级变压器归算到低压侧的支路电抗、XT,i为发电机i对应的一级变压器归算到低压侧的支路电抗、U0e为发电机i对应的一级变压器低压侧额定电压、U1e为发电站二级变压器低压侧的额定电压、U2e为发电站二级变压器高压侧额定电压、δu0％为发电站一级变压器的级电压、δu％为发电站二级变压器的级电压；所述级电压为变压器分接开关每档调节范围的百分值。发电机增加无功出力方法方案二，在发电机增加无功出力方法方案一基础上，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起其它发电机j对应的低压母线电压增量其中，ZT,j2＝XT,j2+RT,j2；其中，RT,j为发电机j对应的一级变压器归算到低压侧的支路电阻、XT,j为发电机j对应的一级变压器归算到低压侧的支路电抗。发电机增加无功出力方法方案三，在发电机增加无功出力方法方案一的基础上，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起发电站中压母线电压的增量为KUQ,i。发电机增加无功出力方法方案四，在发电机增加无功出力方法方案一的基础上，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起发电站高压母线电压的增量为Kuq,c1KQQ,i；其中，Kqq,c2＝Kqq,tKuu,t-Kqu,tKuq,t、其中，BT为发电站二级变压器归算到低压侧的对地电纳。发电机增加无功出力方法方案五，在发电机增加无功出力方法方案一的基础上，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起交换无功功率的增量为Kqu,lKuq,c1KQQ,i；其中，Kqq,c2＝Kqq,tKuu,t-Kqu,tKuq,t、其中，BT为发电站二级变压器归算到低压侧的对地电纳。本专利技术的一种新能源发电站中压母线无功补偿动态响应参数的计算方法，包括以下中压母线无功补偿方法方案：中压母线无功补偿方法方案一，采集发电站每一组发电机i的一级变压器的当前分接开关的档位ni、发电站二级变压器的当前分接开关n、发电站每一组发电机i的母线电压U0,i、发电机i的一级变压器的高压侧母线电压U1、发电站二级变压器的高压侧母线电压U2、每一组发电机i输出的有功功率P0,i、每一组发电机i输出的无功功率Q0,i、发电站中压母线输入二级变压器的总有功功率P1、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总有功功率P2、发电站中压母线输入二级变压器的总无功功率Q1、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总无功功率Q2；计算中压母线无功补偿动态响应参数，所述中压母线无功补偿动态响应参数包括：中压母线投入单位无功功率引起发电机i对应的低压母线电压增量为其中，ZT2＝XT2+RT2、ZT,i2＝XT,i2+RT,i2、其中，i和j表示不同发电设备的序号，每个发电设备连接对应的一级升压变压器，所有的一级升压变压器均通过中压母线连接一个二级升压变压器，i≠j；m为分列运行变电站中变压器的数量、XL为发电站至大电网之间等效输电线路的电抗、RT为发电站二级变压器归算到低压侧的支路电阻、RT,i为发电机i对应的一级变压器归算到低压侧的支路电阻、XT为发电站二级变压器归算到低压侧的支路电抗、XT,i为发电机i对应的一级变压器归算到低压侧的支路电抗、BT为发电站二级变压器归算到低压侧的对地电纳、BT,i为发电机i对应的一级变压器归算到低压侧的对地电纳、U0e为发电机i对应的一级变压器低压侧额定电压、U1e为发电站二级变压器低压侧的额定电压、U2e为发电站二级变压器高压侧额定电压、δu0％为发电站一级变压器的级电压、δu％为发电站二级变压器的级电压；所述级电压为变压器分接开关每档调节范围的百分值。中压母线无功补偿方法方案二，在中压母线无功补偿方法方案一的基础上，所述中压母线无功补偿动态响应参数还包括：中压母线投入单位无功功率引起发电站中压母线电压增量为Kuq,c。中压母线无功补偿方法方案三，在中压母线无功补偿方法方案一的基础上，所述中压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源发电站发电机增加无功出力的动态响应参数的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：采集发电站每一组发电机i的一级变压器的当前分接开关的档位ni、发电站二级变压器的当前分接开关n、发电站每一组发电机i的母线电压U0,i、发电机i的一级变压器的高压侧母线电压U1、发电站二级变压器的高压侧母线电压U2、每一组发电机i输出的有功功率P0,i、每一组发电机i输出的无功功率Q0,i、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总有功功率P2、发电站中压母线输入二级变压器的总无功功率Q1、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总无功功率Q2；计算一组发电机i增加无功出力的动态响应参数，所述一组发电机i增加无功出力的动态响应参数包括：发电机i增加单位无功出力引起发电机i对应的低压母线电压增量

【技术特征摘要】
1.一种新能源发电站发电机增加无功出力的动态响应参数的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：采集发电站每一组发电机i的一级变压器的当前分接开关的档位ni、发电站二级变压器的当前分接开关n、发电站每一组发电机i的母线电压U0,i、发电机i的一级变压器的高压侧母线电压U1、发电站二级变压器的高压侧母线电压U2、每一组发电机i输出的有功功率P0,i、每一组发电机i输出的无功功率Q0,i、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总有功功率P2、发电站中压母线输入二级变压器的总无功功率Q1、发电站二级变压器高压侧母线输出给电网的总无功功率Q2；计算一组发电机i增加无功出力的动态响应参数，所述一组发电机i增加无功出力的动态响应参数包括：发电机i增加单位无功出力引起发电机i对应的低压母线电压增量其中，KQQ,i＝Kqq,t,i-KQU,iKuq,t,i、Kqq,c1＝Kqq,t-Kqu,lKuq,t、ZT,i2＝XT,i2+RT,i2、ZT2＝XT2+RT2；其中，i和j表示不同发电设备的序号，每个发电设备连接对应的一级升压变压器，所有的一级升压变压器均通过中压母线连接一个二级升压变压器，i≠j；m为分列运行变电站中变压器的数量、XL为发电站至大电网之间等效输电线路的电抗、RT为发电站二级变压器归算到低压侧的支路电阻、RT,i为发电机i对应的一级变压器归算到低压侧的支路电阻、XT为发电站二级变压器归算到低压侧的支路电抗、XT,i为发电机i对应的一级变压器归算到低压侧的支路电抗、U0e为发电机i对应的一级变压器低压侧额定电压、U1e为发电站二级变压器低压侧的额定电压、U2e为发电站二级变压器高压侧额定电压、δu0％为发电站一级变压器的级电压、δu％为发电站二级变压器的级电压；所述级电压为变压器分接开关每档调节范围的百分值。2.根据权利要求1所述的一种新能源发电站发电机增加无功出力的动态响应参数的计算方法，其特征在于，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起其它发电机j对应的低压母线电压增量其中，ZT,j2＝XT,j2+RT,j2；其中，RT,j为发电机j对应的一级变压器归算到低压侧的支路电阻、XT,j为发电机j对应的一级变压器归算到低压侧的支路电抗。3.根据权利要求1所述的一种新能源发电站发电机增加无功出力的动态响应参数的计算方法，其特征在于，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起发电站中压母线电压的增量为KUQ，i。4.根据权利要求1所述的一种新能源发电站发电机增加无功出力的动态响应参数的计算方法，其特征在于，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起发电站高压母线电压的增量为Kuq，c1KQQ,i；其中，Kqq,c2＝Kqq,tKuu,t-Kqu,tKuq,t、其中，BT为发电站二级变压器归算到低压侧的对地电纳。5.根据权利要求1所述的一种新能源发电站发电机增加无功出力的动态响应参数的计算方法，其特征在于，所述发电机i增加无功出力的动态响应参数还包括：发电机i增加单位无功出力引起交换无功功率的增量为Kqu,lKuq,c1KQQ,i；其中，Kqq,c2＝Kqq,tKuu,t-Kqu,tKuq,t、其中，BT为发电站二级变压器归算到低压侧的对地电纳。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭世康，马红伟，孙锐，毛建容，张鹏，董建岭，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41