一种多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法技术

一种多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法，包括如下步骤：1、收集各铁路线牵引变电站的供电指标；2、在所述核算单元内，结合各牵引变电站供电指标总的供电臂相序制定“同相叠加”的组合方式；3、制定各牵引变电站供电臂的行车运行方式；4、选择供电线路导线截面；5、制定整个区域电网及所述核算单元的电源开机方式、常规负荷水平、牵引变电站接入运行方式的组合；6、搭建整个区域电网模型，并根据不同牵引变电站的主变型式建立其高压侧不平衡功率模型，以形成负序背景；7、基于所形成的负序背景计算评估多座牵引变电站的负序分量。本发明专利技术提出了牵引变电站接入线路导线截面的选择与校核方法和多座牵引变电站交互影响下的计算原则。的计算原则。的计算原则。

【技术实现步骤摘要】
一种多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法


[0001]本专利技术涉及电网规划与电能质量评估
，特别涉及一种多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法。

技术介绍

[0002]时值建设新型电力系统和推进双碳达峰中和之际，交通工具电能替代、电能升级正快速发展。电气化铁路规划落地、扩容增能首当其冲。随着多条铁路线的同时投建和一条铁路线多座牵引变电站同时投建，其引起的电能质量问题，尤其是负序和谐波分量影响日益凸显。如何在项目接入电网设计阶段，引导铁路用户做好预防措施、正确选型设备至关重要，所以现在迫切需要一种基于座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法，以改善设计人员在电网设计阶段，设备选型困难等技术问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种多座牵引变电站变共同影响下的负序分量评估方法，包括以下步骤：S100、收集各铁路线牵引变电站的供电指标，包括近、远期的主变型式、主变容量、电压比、供电臂相序、供电臂有效电流、供电臂95%概率最大电流、供电臂紧密运行电流、供电臂功率因数。此外，还有各牵引变电站相序图及其接入系统方案；S200、以牵引变电站所在变电站为核算单元，根据待评估牵引变电站的接入电压等级，在核算单元内结合各牵引变电站供电臂相序制定“同相叠加”的组合方式；S300、以核算单元内牵引变电站的供电指标为基础，结合实际运行中可能出现的正常、偏重、严重三种供电臂不平衡运行工况，制定各牵引变电站供电臂的四种行车运行方式；S400、根据S300中三种供电臂不平衡运行工况对应的经济输送容量和极限输送容量来选择供电线路导线截面；S500、制定整个区域电网及核算单元的电源开机方式、常规负荷水平、牵引变电站接入运行方式的组合；S600、利用上述步骤成果，在ETAP软件中搭建整个区域电网模型，并根据不同牵引变电站的主变型式建立其高压侧不平衡功率模型，以形成负序背景。
[0005]S700、基于所形成的负序背景计算评估多座牵引变电站的负序分量。
[0006]作为进一步的改进，所述步骤S200中核算单元的定义与“同相叠加”的组合方法：S201、核算单元的定义：以待评估铁路线的牵引变电站及前后相邻的两座牵引变电站所在的500kV变电站或220kV变电站供区作为核算单元。核算单元内的牵引变电站均参与多座牵引变电站共同影响下的负序分量计算，考核单元内发电站机组的负序电流和变电
站母线的负序电压。
[0007]S202、“同相叠加”的组合方法：同相叠加，一方面将增大单一相功率值，一方面可以增加三相的不平衡度。对于待研究牵引变电站，分别与核算单元内其他牵引变电站的同相供电臂进行组合计算，以此涵盖可能出现的各种负序分量叠加工况。
[0008]S203、多条铁路线组合方法：1）在同一核算单元内，若存在其他铁路线的牵引变电站，需分电压等级考虑。通常情况下，主要考虑高电压等级牵引变电站对低电压等级牵引变电站的影响校核；2）校核方式仍以同相叠加进行计算，主要考虑对待研究牵引变电站与非同线牵引变电站进行同相叠加计算。
[0009]S204、核算单元内的多种组合方法具体表达如下：核算单元内，待研究对象甲牵引变电站与相邻及周边牵引变电站共有3种组合模式。式中，， ，表示甲牵引变电站与两两相邻牵引变电站组合换算至高压侧的三相不平衡电流（式中CONVERT表示根据不同类型牵引变电站压器进行电流转换）；，，，，，，，表示各牵引变电站供电臂电流。
[0010]作为进一步的改进，所述步骤S300中制定各牵引变电站供电臂的四种行车运行方式的定义及组合方法：S301、为全面分析不平衡电流对电网造成的影响，对四种行车运行方式的定义为：（1）、将供电臂中流经有效电流的方式定义为平常运行方式；（2）、将供电臂中流经95%概率最大电流的方式定义为重载运行方式；（3）、将供电臂中流经瞬时最大电流的方式定义为紧密运行方式；（4）、将供电臂中流经40%有效电流的方式定义为轻载运行方式。
[0011]S302、各相邻牵引变电站供电臂工况组合方式：根据待研究牵引变电站各供电臂与相邻同相供电臂按机车行驶过程工况及对不平衡度严重程度的涵盖，将其分为三种不平衡运行工况：第一种不平衡运行工况：两臂均平常（正常），即两个供电臂流经的电流均为有效电流；第二种不平衡运行工况：一臂平常一臂重载（偏重），即其中一个供电臂流经的电流为有效电流，另一个供电臂流经的电流是供电臂95%概率最大电流；第三种不平衡运行工况：一臂紧密一臂轻载（严重），即其中一个供电臂流经的电流为瞬时最大电流，另一个供电臂流经的电流为40%的有效电流。
[0012]S303、其他牵引变电站运行组合运行方式：为建立整个区域电网负序背景，同时考虑机车运行的传递性以及计算结果的经济性（跨核算单元彼此影响有限），除核算单元内的待研究牵引变电站供电臂按上述组合方式逐一校核外，其他牵引变电站均按两臂平常组合
方式考虑，并在整条研究铁路线牵引变电站中逐一执行，遵循集中靠拢考核500kV或220kV变电站的原则。
[0013]作为进一步的改进，所述步骤S400中导线截面的确定方法：S401、牵引变电站高压侧三相电流分布不均，需根据不同供电臂电流计算出高压侧各相不平衡电流；采用损耗等效法来计算等效电流作为经济电流密度考核值来选择导线截面，选择各相中最大值作为极限输送容量考核值来校验导线截面。
[0014]S402、将两臂均平常（正常）不平衡运行工况电流作为经济电流密度考核方式，选择供电线路导线截面；将一臂平常一臂重载（偏重）、一臂紧密一臂轻载（严重）不平衡运行工况中计算出电流较大值，作为校验导线截面考核值。
[0015]S403、经济电流密度选择等效电流值和极限电流校核最大电流值的具体计算方法如下：如下：式中，,表示供电臂有效电流；,,分别表示两臂均平常（正常）不平衡运行工况电流时转换至高压侧的三相电流；表示用于经济电流密度进行截面选择的等效电流。进行截面选择的等效电流。
[0016]式中，,,分别表示供电臂载电流、重载电流和紧密电流；,,分别表示两臂平重（偏重）和紧轻（严重）不平衡运行工况电流时转换至高压侧的极限三相电流；表示用于极限输送容量进行截面校核的最大不平衡电流值。
[0017]作为进一步的改进，所述步骤S500中制定电网运行方式的具体实现方式为：S501、电源开机方式：1）整个区域电网开机方式。选择全年电源最小需求时段，即全年短路水平典型最小运行方式，此时负序容量与短路容量比值较大，负序分量影响明显；2）核算单元内开机方式。在整个区域电网开机基础上，针对核算单元内电气距离最近的电厂（站）按照开不同台数机组进行计算，以指导最小开机数量。
[0018]式中，表示开机系数，表示牵引变电站负序容量，表示接入点各方式下的短路容量。
[0019]S502、常规负荷水平：对应电源开机方式，选择全年典型小负荷水平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、收集各铁路线牵引变电站的供电指标；S200、以牵引变电站所在变电站为核算单元，根据待评估牵引变电站的接入电压等级，在所述核算单元内结合各牵引变电站供电指标总的供电臂相序制定“同相叠加”的组合方式；S300、以所述核算单元内各牵引变电站的供电指标为基础，结合运行过程中供电臂不平衡运行工况，制定各牵引变电站供电臂的行车运行方式；S400、根据所述步骤S300中供电臂三种不平衡运行工况对应的经济输送容量和极限输送容量来选择供电线路导线截面；S500、制定整个区域电网及所述核算单元的电源开机方式、常规负荷水平、牵引变电站接入运行方式的组合；S600、利用上述步骤结果，搭建整个区域电网模型，并根据不同牵引变电站的主变型式建立其高压侧不平衡功率模型，以形成负序背景；S700、基于所形成的负序背景计算评估多座牵引变电站的负序分量。2.根据权利要求1所述的多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法，其特征在于，所述S100获取的供电指标包括近远期的主变型式、主变容量、电压比、供电臂相序、供电臂有效电流、供电臂95%概率最大电流、供电臂瞬时最大电流、供电臂功率因数，还有各牵引变电站相序图及其接入系统方案。3.根据权利要求1所述的多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法，其特征在于，所述步骤S200中的“同相叠加”的组合方式具体是：同相叠加，一方面可以增大单一相功率值，一方面可以增加三相的不平衡度；对于待研究牵引变电站，分别与核算单元内其他牵引变电站的同相供电臂进行组合计算，以此涵盖可能出现的各种负序分量叠加工况。4.根据权利要求1所述的多座牵引变电站共同影响下的负序分量评估方法，其特征在于，所述步骤S300中供电臂不平衡运行工况具体包括三种：第一种不平衡运行工况：两臂均平常，即两个供电臂流经的电流均为有效电流；第二种不平衡运行工况：一臂平常一臂重载，即其中一个供电臂流经的电流为有效电流，另一个供电臂流经的电流是供电臂95%概率最大电流；第三种不平衡运行工况：一臂紧密一臂轻载，即其中一个供电臂流经的电流为瞬时最大电流，另一个供电臂流经的电流为40%...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑宇，王二林，王昱，冯剑，刘利黎，刘晔宁，方绍凤，方少雄，李静，黄可，范超，谭灵芝，
申请(专利权)人：中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：