一种基于退役同步发电机组的无功补偿接入点筛选方法技术

一种基于退役同步发电机组的无功补偿接入点筛选方法，目的是在无功源地点固定的前提下筛选合适的无功补偿接入点，实现退役同步发电机组对系统的无功补偿。以系统节点阻抗为依据，计算节点间电气距离。以电气距离为基础，可构建节点特征矩阵。对节点特征矩阵进行层次聚类分析，实现节点的有效分区。节点分区可缩小退役同步机组作调相机运行时无功补偿接入点筛选范围；根据退役同步发电机组所处地理位置，确定其运行厂址所在的负荷节点分区为其应补偿分区；计算所补偿分区内节点重要度指标值，依此筛选合适的无功补偿接入点；可快速确定基于退役同步发电机组的无功补偿接入点，充分发挥退役同步发电机组的无功补偿能力，保障系统安全稳定运行。系统安全稳定运行。系统安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于退役同步发电机组的无功补偿接入点筛选方法


[0001]本专利技术涉及一种无功补偿接入点筛选方法，特别是基于退役同步发电机组的无功补偿接入点筛选方法。

技术介绍

[0002]我国电气工业结构以火电为主，电力企业是能源消耗大户，一些小火电机组更是二氧化硫、氮氧化物等污染物的主要排放源。因此，电力企业成为节能降耗和污染减排的重点领域。随着能源结构的调整与可再生能源的大规模发展，煤电机组生存空间进一步被压缩，供给侧改革任务艰巨，一大批火电机组面临退役。如果直接将其报废更换，会造成大量的资产浪费，成本过高。因此，如何妥善处理退役火电、有效利用退役机组设备与厂址是能源与电力规划需要重点考虑的问题。
[0003]为了妥善处理退役火电，有效利用退役同步机组，将其改造成为同步调相机是一种可以考虑的方案。将退役火电机组作为动态无功补偿装置，不仅可以解决退役火电机组无法有效利用的问题，同时可为系统提供动态无功支撑，维持系统转动惯量，为系统稳定运行提供有效保障。退役同步发电机组改作调相机为系统提供动态无功补偿时，其运行地点保持原厂址不变。在同步调相机运行地点确定的前提下，为充分发挥同步调相机无功补偿能力，提高所补偿系统稳定性，需为其筛选一个合适的无功补偿接入点。
[0004]目前方法均先针对无功薄弱点进行筛选，再就地设立无功源进行补偿。本专利技术以无功源地点已固定为前提，为其在近区筛选合适的无功补偿节点，特别是基于退役同步发电机组的无功补偿接入点筛选。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是在无功源地点固定的前提下筛选合适的无功补偿接入点，实现退役同步发电机组对系统的无功补偿。
[0006]本专利技术是一种基于退役同步发电机组的无功补偿接入点筛选方法，其步骤为：
[0007]步骤(1)根据所研究系统网络，计算节点等值阻抗Z
ij,equ
；
[0008]在系统正常运行情况下，根据各节点阻抗可计算节点等值阻抗Z
ij,equ
：
[0009]Z
ij,equ
＝(Z
ii
‑
Z
ij
)
‑
(Z
ij
‑
Z
jj
)
ꢀꢀ
(公式一)
[0010]其中，Z
ii
，Z
jj
分别为节点i、j的自阻抗；Z
ij
为节点i与j间互阻抗；
[0011]Z
ij,equ
表征i节点与j节点间的“电气距离”；电气距离越小表示i节点与j节点间的耦合性越强，当i节点发生扰动时，与之关联的j节点受其影响越大，发生连锁故障的概率越高；电气距离越大表示i节点与j节点间的耦合性越弱，当i节点发生扰动时，与之关联的j节点受其影响越小，发生连锁故障概率越低；
[0012]步骤(2)由步骤(1)所得节点间电气距离构建节点特征矩阵X
i
×
j
；
[0013]在系统内，i节点与各负荷节点间的电气距离可构成集合x
i
：
[0014]x
i
＝{Z
i1,equ
,Z
i2,equ
,
…
,Z
ij,equ
}
ꢀꢀ
(公式二)
[0015]该集合通过i节点与各负荷节点间的电气距离来反映i节点在整个系统中的耦合特性；
[0016]所有负荷节点的电气距离集合x
i
可构成节点特征矩阵X
i
×
j
：
[0017][0018]节点特征矩阵可反映所有负荷节点在整个系统中的耦合特性；
[0019]步骤(3)对X
i
×
j
进行聚类分析，实现节点分区；
[0020]应用层次聚类法对步骤2所构造节点特征矩阵进行分析；通过计算所有簇之间的特征距离来确定它们之间的相似度；距离越小，相似度越高，并将距离最近的簇或类别进行组合，实现节点分区，且簇数为分区个数；
[0021]计算簇间特征距离时，采用均值距离，即计算两个簇内的每个数据点与其他所有数据点的平均距离：
[0022][0023]其中，ω
k
和ω
l
分别代表两个簇；x
n
为簇ω
k
内节点，x
m
为簇ω
l
内节点；d
nm
表示x
n
∈ω
k
和x
m
∈ω
l
之间的欧式距离；n
k
和n
l
分别表示簇ω
k
与ω
l
内的样本点数；
[0024]步骤(4)确定退役同步发电机组所补偿分区；
[0025]确定退役同步发电机组所补偿分区时，应以无功补偿就地平衡为原则；
[0026]以退役同步发电机组所处地理位置为依据，确定其运行厂址所在的负荷节点分区为其应补偿分区。
[0027]步骤(5)计算所补偿分区内节点的重要度指标值，依此来筛选合适的无功补偿接入点；定义i节点重要度指标F
i
为电气耦合度D
e,i
与节点稳定系数W
i
的乘积：
[0028]F
i
＝W
i
·
D
e,i
ꢀꢀ
(公式五)
[0029]电气耦合度D
e,j
为系统中某一节点与其余节点间电气距离之和的倒数：
[0030][0031]D
e,i
反映节点i与其余节点间耦合关系强弱；D
e,i
值越大，表明节点i与系统其它节点之间耦合性越强，所处位置越关键；
[0032]节点稳定系数W
i
采用局部电压稳定指标来表示，W
i
值越大，节点稳定性越差，关键程度越高，具体表示如下：
[0033][0034]其中，Z
*LLij
为负荷节点i与j之间的互阻抗的共轭；为负荷节点j的电压相量；V
Li
为负荷节点i的电压幅值；S
j
为节点j的系统负荷功率，α
L
为负荷节点的集合；
[0035]将退役同步发电机组所选择补偿分区内节点按重要度指标F
i
大小进行排列，筛选重要度高的节点为分区内补偿节点。
[0036]本专利技术的有益之处在于：
[0037](1)应用层次聚类法将系统负荷节点按内部耦合特性划分为不同的分区，可缩小退役同步机组作调相机运行时无功补偿接入点筛选范围；
[0038](2)根据地理位置确定退役同步发电机组所补偿分区，并通过节点重要度指标筛选合适的无功补偿点；节点重要度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种是基于退役同步发电机组的无功补偿接入点筛选方法，其特征在于，其步骤为：步骤(1)根据所研究系统网络，计算节点等值阻抗Z
ij,equ
；在系统正常运行情况下，根据各节点阻抗可计算节点等值阻抗Z
ij,equ
：Z
ij,equ
＝(Z
ii
‑
Z
ij
)
‑
(Z
ij
‑
Z
jj
)
ꢀꢀꢀꢀ
(公式一)其中，Z
ii
，Z
jj
分别为节点i、j的自阻抗；Z
ij
为节点i与j间互阻抗；Z
ij,equ
表征i节点与j节点间的“电气距离”；电气距离越小表示i节点与j节点间的耦合性越强，当i节点发生扰动时，与之关联的j节点受其影响越大，发生连锁故障的概率越高；电气距离越大表示i节点与j节点间的耦合性越弱，当i节点发生扰动时，与之关联的j节点受其影响越小，发生连锁故障概率越低；步骤(2)由步骤(1)所得节点间电气距离构建节点特征矩阵X
i
×
j
；在系统内，i节点与各负荷节点间的电气距离可构成集合x
i
：x
i
＝{Z
i1,equ
,Z
i2,equ
,
…
,Z
ij,equ
}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(公式二)该集合通过i节点与各负荷节点间的电气距离来反映i节点在整个系统中的耦合特性；所有负荷节点的电气距离集合x
i
可构成节点特征矩阵X
i
×
j
：节点特征矩阵可反映所有负荷节点在整个系统中的耦合特性；步骤(3)对X
i
×
j
进行聚类分析，实现节点分区；应用层次聚类法对步骤(2)所构造节点特征矩阵进行分析；通过计算所有簇之间的特征距离来确定它们之间的相似度；距离越小，相似度越高，并将距离最近的簇或类别进行组合，实现节点分区，且簇数为分区个数；计算簇间特征距离时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕金历，白望望，孔宁，王海亮，冯智慧，王兴贵，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：