一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，包括：获取地磁数据，并确认大地电导率，其中，地磁数据包括地磁台站观测的地磁扰动数据；根据地磁数据和大地电导率建立大地电导率模型，利用大地电导率模型计算感应地电场；建立电网等效模型，并求解电网节点和支路的地磁感应电流GIC，其中，节点和支路的地磁感应电流GIC包括变压器中性点GIC；根据工程算法和变压器中性点GIC计算GIC次生变压器无功损耗。本发明专利技术可以准确地计算GIC次生变压器无功损耗，避免电网变压器群发的无功扰动威胁电网安全，为电网的平稳运行提供支撑。供支撑。供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
，具体涉及一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法。

技术介绍

[0002]地磁暴是地球磁场全球性的剧烈扰动现象，其在输电线路、两端接地变压器与大地构成的回路产生地磁感应电流流(geomagnetically induced current，GIC)。在产生GIC的情况下，会对电网产生较大不利影响，使得变压器发生半波饱和、无功损耗增大等问题。并且，GIC流过变压器衍生的无功损耗在地区电网具有全网同时性，电网变压器群发的无功扰动威胁电网的安全，导致电网电压的降低以及无功波动。
[0003]我国幅员辽阔，尽管客观上地磁暴的地磁扰动因为处于中低纬度地区而相对较弱，但关于地磁暴的研究不可或缺。通过对地磁暴的GIC量值等方面开展研究，可从电网预防的角度更好地维护电网安全运行。
[0004]然而，目前对于地磁感应电流无功扰动效应的方法较为有限，存在适用性差、准确性低的问题，故现有技术中缺少能够准确计算GIC次生变压器无功损耗的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，可以准确地计算GIC次生变压器无功损耗，避免电网变压器群发的无功扰动威胁电网安全，为电网的平稳运行提供支撑。
[0006]第一方面，本专利技术方法提供一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，包括：
[0007]获取地磁数据，并确认大地电导率，其中，所述地磁数据包括地磁台站观测的地磁扰动数据；
[0008]根据所述地磁数据和所述大地电导率建立大地电导率模型，利用所述大地电导率模型计算感应地电场；
[0009]建立电网等效模型，并求解电网节点和支路的地磁感应电流GIC，其中，所述节点和支路的地磁感应电流GIC包括变压器中性点GIC；
[0010]根据工程算法和所述变压器中性点GIC计算GIC次生变压器无功损耗。
[0011]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述工程算法包括基于固定参数的工程算法和基于电压电流曲线的工程算法。
[0012]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电网等效模型为全节点导纳模型，所述建立电网等效模型，并求解电网节点和支路的地磁感应电流GIC包括：
[0013]利用节点导纳法将电网中各变电站的所有母线中性点均设为独立节点；
[0014]将输电线路和变压器绕组支路均设为独立支路，其中，输电线路的模型等效为电
阻与理想电流源并联，电阻为输电线路的直流电阻，电源为感应地电场在输电线路上的等效电流源；
[0015]根据设定好的所述电网等效模型得到GIC流通电网的路径图，根据所述感应地电场计算线路感应电流源；
[0016]根据所述线路感应电流源计算所述电网节点和支路的地磁感应电流GIC。
[0017]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据工程算法和所述变压器中性点GIC计算GIC次生变压器无功损耗包括：
[0018]根据GIC与GIC次生变压器无功损耗之间的线性关系，利用标幺值计算每个变压器在GIC扰动下增加的无功损耗。
[0019]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据下式计算所述在GIC扰动下增加的无功损耗：
[0020][0021]式中，Q
Loss
为变压器中性点流过GIC时增加的无功损耗；V
pu
为变压器电压；I
GIC
为变压器中性点流过的有效GIC；V
NomkV
为变压器高压侧额定电压；V
Nom.kV.Assumed
为500kV；k为不同类型的变压器系数。
[0022]结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，单相变压器的k值为1.18，三相壳式变压器的k值为0.33，三相三柱芯式变压器的k值为0.29，三相五柱芯式变压器的k值为0.66。
[0023]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：
[0024]判断变压器是否为自耦变压器；
[0025]若是，则对变压器中性点流过的GIC进行归算得到有效GIC。
[0026]结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，根据下式计算所述有效GIC：
[0027][0028]式中，I
GIC
为变压器中性点流过的所述有效GIC；I
L
为自耦变压器公共绕组中流过的单相GIC值；I
H
为自耦变压器串联绕组中流过的单相GIC值；a
t
为自耦变压器的匝数比。
[0029]本专利技术公开了一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，包括：获取地磁数据，并确认大地电导率，其中，地磁数据包括地磁台站观测的地磁扰动数据；根据地磁数据和大地电导率建立大地电导率模型，利用大地电导率模型计算感应地电场；建立电网等效模型，并求解电网节点和支路的地磁感应电流GIC，其中，节点和支路的地磁感应电流GIC包括变压器中性点GIC；根据工程算法和变压器中性点GIC计算GIC次生变压器无功损耗。本专利技术可以准确地计算GIC次生变压器无功损耗，避免电网变压器群发的无功扰动威胁电网安全，为电网的平稳运行提供支撑。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例提供的一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法流程图；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的另一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法流程图；
[0032]图3为本专利技术实施例提供的一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的系统示意图。
[0033]符号说明：
[0034]10
‑
获取单元；20
‑
第一计算单元；30
‑
第二计算单元；40
‑
第三计算单元。
具体实施方式
[0035]下面将结合具体实施方案对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，但是本领域技术人员应当理解，下文所述的实施方案仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]变压器是电网中的重要设备，保证变压器的安全稳定运行意义重大。电网中的变压器通常在磁化曲线接近饱和区域附近工作，当GIC流入变压器中性点时，产生一个直流磁通叠加在原来的交流磁通上，是通过变压器的磁通整体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，其特征在于，包括：获取地磁数据，并确认大地电导率，其中，所述地磁数据包括地磁台站观测的地磁扰动数据；根据所述地磁数据和所述大地电导率建立大地电导率模型，利用所述大地电导率模型计算感应地电场；建立电网等效模型，并求解电网节点和支路的地磁感应电流GIC，其中，所述GIC包括变压器中性点GIC；根据工程算法和所述变压器中性点GIC计算GIC次生变压器无功损耗。2.根据权利要求1所述的基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，其特征在于，所述工程算法包括基于固定参数的工程算法和基于电压电流曲线的工程算法。3.根据权利要求2所述的基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，其特征在于，所述电网等效模型为全节点导纳模型，所述建立电网等效模型，并求解电网节点和支路的地磁感应电流GIC包括：利用节点导纳法将电网中各变电站的所有母线中性点均设为独立节点；将输电线路和变压器绕组支路均设为独立支路，其中，输电线路的模型等效为电阻与理想电流源并联，电阻为输电线路的直流电阻，电源为感应地电场在输电线路上的等效电流源；根据设定好的所述电网等效模型得到GIC流通电网的路径图，根据所述感应地电场计算线路感应电流源；根据所述线路感应电流源计算所述电网节点和支路的地磁感应电流GIC。4.根据权利要求2所述的基于工程算法评估地磁感应电流无功扰动效应的方法，其特征在于，所述根据工程算法和所述变压器中性点GIC计算GIC次生变压器无功损耗包括：根据GIC与GIC次生变压器无功损耗之间的线性关系，利用标幺值...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春明，管西燕，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：