一种调整节点无功功率的动态调压能力提升系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种调整节点无功功率的动态调压能力提升系统和装置，首先确定动态调压能力薄弱节点，然后搜索对薄弱节点电压有效的发电机和容抗器，并计算发电机和容抗器无功调整对薄弱节点电压的轨迹灵敏度，之后确定发电机无功调整和容抗器调整措施，并校验调整后效果，根据校验结果调整控制措施或结束计算，通过发电机无功功率调整和容抗器状态调整，提升薄弱节点的动态调压能力，解决对动态调压能力评估和提升方法的需求问题。

【技术实现步骤摘要】
一种调整节点无功功率的动态调压能力提升系统及装置
本申请涉及电力系统在线安全稳定计算分析领域，具体涉及一种调整节点无功功率的动态调压能力提升系统，同时涉及一种调整节点无功功率的动态调压能力提升装置。
技术介绍
伴随直流输电规模的快速增长，风电、光伏等新能源的迅猛发展，我国电源、电网格局持续发生重大变化，电网安全运行及可再生能源大规模消纳都面临全新挑战。一方面，我国正处在特高压电网的高速发展期，电网特性持续发生重要变化，当前电网交直流、送受端耦合日趋紧密，故障对电网运行的影响由局部转为全局，新能源、直流输电大规模投产使电网动态电压稳定问题日益突出，电网稳定范畴进一步拓展，电力电子化特征凸显，电网调压能力不断下降。另一方面，近年来我国新能源持续快速增长，在电网中占比日益提高，由于风、光等新能源出力具有随机性和波动性，且其频率和电压调节特性和常规发电机组不同，一定程度上恶化了系统的调压能力和抗扰动能力，同时受制于电网电压支撑能力不足的问题，新能源的消纳受到影响。在目前全网出力成份和消纳模式发生深刻变化的背景下，电网电压特性也发生根本性变化，由准静态电压平衡问题演化成薄弱区域电压调节能力下降、抗扰动能力不足问题。而现有调度控制系统模块缺乏电网动态调压能力准确评估和优化的功能和应用，亟需研究基于在线数据的动态调压能力评估方法和分层分区多目标协调优化提升技术，最终形成电网动态调压能力在线评估和优化提升架构方案和功能软件，应用于调度控制中心，为电网调度运行人员提升电网安全水平及电压调节能力和继续提升新能源消纳能力提供决策支持。
技术实现思路
为解决对动态调压能力评估和提升方法的需求问题，本申请提供一种调整节点无功功率的动态调压能力提升系统，包括：确定动态调压能力的薄弱节点；分别计算各个发电机调整无功功率和各个容抗器投退对薄弱节点电压的灵敏度，进而筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点和容抗器节点；对所述有效的发电机节点和容抗器节点，分别计算发电机无功功率调整和容抗器状态调整对提升所述薄弱节点动态调压能力的轨迹灵敏度；根据所述轨迹灵敏度对所述有效的发电机节点和容抗器节点进行无功功率的调整，根据预先确定的电压跌落面积的控制目标，完成薄弱节点电压的调整；通过对薄弱节点电压的调整措施进行校验，根据校验结果，对薄弱节点发电机无功功率和\或容抗器状态进行再次调整或结束调整，完成对系统动态调压能力的提升。进一步的，确定动态调压能力的薄弱节点，包括：通过暂态时域仿真，获取仿真过程中各个节点的电压；获取各个节点的电压低于预设阈值的积分面积、持续时间和最低电压；根据所述积分面积、持续时间和最低电压，获取满足判据条件的节点集合；将所述节点集合中电压跌落面最大的节点，作为动态高压能力的薄弱节点。进一步的，分别计算各个发电机调整无功功率和各个容抗器投退对薄弱节点电压的灵敏度，进而筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点和容抗器节点，包括：计算各个发电机调整无功功率对薄弱节点电压的灵敏度；计算薄弱节点短路故障造成的发电机节点电压跌落；根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点；计算各个容抗器投退对薄弱节点电压的灵敏度；计算薄弱节点短路故障造成的容抗器节点电压跌落；根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的容抗器节点。进一步的，根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点，根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出电压灵敏度大于预设的灵敏度阈值，且电压跌落大于电压跌落阈值的发电机集合；在所述发电机集合中，筛选出对所述薄弱节点电压有支撑能力且薄弱节点故障引起电压下降的发电机，所述发电机为对所述薄弱节点电压有效的发电机。进一步的，根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的容抗器节点，包括：根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出电压灵敏度大于预设的灵敏度阈值，且电压跌落小于电压跌落阈值的容抗器集合；在所述容抗器集合中，筛选出对所述薄弱节点电压有支撑能力且薄弱节点故障不会引起电压下降的容抗器，所述容抗器为对所述薄弱节点电压有效的容抗器。进一步的，分别计算发电机无功功率调整和容抗器状态调整对提升所述薄弱节点动态调压能力的轨迹灵敏度，包括：将发电机集合中的各个发电机的无功功率调整至最大无功功率；通过暂态时域仿真，获取薄弱节点电压低于预设阈值的积分面积Vdropi1，将所述积分面积和薄弱节点电压跌落面积Vdropi0进行比较，获得薄弱节点电压跌落面积的减少值dVdropin，将所述减少值作为发电机无功功率调整对薄弱节点电压的轨迹灵敏度；获取容抗器集体中各个容抗器的实时状态，将实时状态为投运的容抗器进行退运操作，将实时状态为退运的容抗器进行投运操作；通过暂态时域仿真，获取获取薄弱节点电压低于预设阈值的积分面积Vdropi1，将所述积分面积和薄弱节点电压跌落面积Vdropi0进行比较，获得薄弱节点电压跌落面积的减少值dVdropin，将所述减少值作为容抗器无功功率调整对薄弱节点电压的轨迹灵敏度。进一步的，根据所述轨迹灵敏度对所述有效的发电机节点和容抗器节点进行无功功率的调整，根据预先确定的电压跌落面积的控制目标，完成弱节点电压的调整，包括：根据预设的轨迹灵敏度阈值，分别将有效的发电机节点和容抗器节点纳入发电机控制集合UnSetC或容抗器控制集合CSetC；对UnSetC和CSetC中的发电机的无功功率和\或容抗器的状态进行调整；并计算通过调整对薄弱节点电压跌落面积的累加贡献值；当薄弱节点电压跌落面积Vdropi0与预设的电压跌落面积的控制目标Vdropitgv的差值小于等于所述累加贡献值时，完成薄弱节点电压的调整。进一步的，根据预设的轨迹灵敏度阈值，分别将有效的发电机节点和容抗器节点纳入发电机控制集合UnSetC或容抗器控制集合CSetC，包括：将有效的发电机节点和容抗器节点的轨迹灵敏度与预设的轨迹灵敏度阈值，进行比较；将所述轨迹灵敏度大于预设的轨迹灵敏度阈值的节点，纳入发电机控制集合UnSetC或容抗器控制集合CSetC。进一步的，根据校验结果，对薄弱节点发电机无功功率和\或容抗器状态进行再次调整或结束调整，包括：若校验结果满足控制目标Vdropitgv，则结束调整，反之，则再次调整。对发电机控制集合UnSetC或容抗器控制集合CSetC，进行潮流计算，并通过暂态时域仿真，对薄弱节点电压的调整措施进行校验。根据校验结果，对薄弱节点发电机无功功率和\或容抗器状态进行再次调整或结束调整。本申请同时提供一种调整节点无功功率的动态调压能力提升装置，包括：薄弱节点确定单元，确定动态调压能力的薄弱节点；有效节点筛选单元，分别计算各个发电机调整无功功率和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调整节点无功功率的动态调压能力提升系统，其特征在于，包括：/n确定动态调压能力的薄弱节点；/n分别计算各个发电机调整无功功率和各个容抗器投退对薄弱节点电压的灵敏度，进而筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点和容抗器节点；/n对所述有效的发电机节点和容抗器节点，分别计算发电机无功功率调整和容抗器状态调整对提升所述薄弱节点动态调压能力的轨迹灵敏度；/n根据所述轨迹灵敏度对所述有效的发电机节点和容抗器节点进行无功功率的调整，根据预先确定的电压跌落面积的控制目标，完成薄弱节点电压的调整；/n通过对薄弱节点电压的调整措施进行校验，根据校验结果，对薄弱节点发电机无功功率和\或容抗器状态进行再次调整或结束调整，完成对系统动态调压能力的提升。/n

【技术特征摘要】
1.一种调整节点无功功率的动态调压能力提升系统，其特征在于，包括：
确定动态调压能力的薄弱节点；
分别计算各个发电机调整无功功率和各个容抗器投退对薄弱节点电压的灵敏度，进而筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点和容抗器节点；
对所述有效的发电机节点和容抗器节点，分别计算发电机无功功率调整和容抗器状态调整对提升所述薄弱节点动态调压能力的轨迹灵敏度；
根据所述轨迹灵敏度对所述有效的发电机节点和容抗器节点进行无功功率的调整，根据预先确定的电压跌落面积的控制目标，完成薄弱节点电压的调整；
通过对薄弱节点电压的调整措施进行校验，根据校验结果，对薄弱节点发电机无功功率和\或容抗器状态进行再次调整或结束调整，完成对系统动态调压能力的提升。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，确定动态调压能力的薄弱节点，包括：
通过暂态时域仿真，获取仿真过程中各个节点的电压；
获取各个节点的电压低于预设阈值的积分面积、持续时间和最低电压；
根据所述积分面积、持续时间和最低电压，获取满足判据条件的节点集合；
将所述节点集合中电压跌落面最大的节点，作为动态高压能力的薄弱节点。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，分别计算各个发电机调整无功功率和各个容抗器投退对薄弱节点电压的灵敏度，进而筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点和容抗器节点，包括：
计算各个发电机调整无功功率对薄弱节点电压的灵敏度；
计算薄弱节点短路故障造成的发电机节点电压跌落；
根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点；
计算各个容抗器投退对薄弱节点电压的灵敏度；
计算薄弱节点短路故障造成的容抗器节点电压跌落；
根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的容抗器节点。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的发电机节点，
根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出电压灵敏度大于预设的灵敏度阈值，且电压跌落大于电压跌落阈值的发电机集合；
在所述发电机集合中，筛选出对所述薄弱节点电压有支撑能力且薄弱节点故障引起电压下降的发电机，所述发电机为对所述薄弱节点电压有效的发电机。


5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出对所述薄弱节点电压有效的容抗器节点，包括：
根据预设的灵敏度阈值和电压跌落阈值，筛选出电压灵敏度大于预设的灵敏度阈值，且电压跌落小于电压跌落阈值的容抗器集合；在所述容抗器集合中，筛选出对所述薄弱节点电压有支撑能力且薄弱节点故障不会引起电压下降的容抗器，所述容抗器为对所述薄弱节点电压有效的容抗器。


6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，分别计算发电机无功功率调整和容抗器状态调整对提升所述薄弱节点动态调压能力的轨迹灵敏度，包括：
将发电机集合中的各个发电机的无功功率调整至最大无功功率；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕颖，魏亚威，张璐路，赵瑞，沙立成，戴红阳，史东宇，刘辉，张印宝，王永，孙鹤林，王泽众，胡浩，李聪，蔡正梓，侯金秀，解梅，高强，贾育培，王兵，于之虹，鲁广明，严剑峰，李亚楼，田芳，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网北京市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11