降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法技术

本发明专利技术提供降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，解决考虑冲击负荷接入后的电网电压稳定性问题。该方法的具体步骤如下：获取电网的网架情况和运行状态数据；运用短路环规律分析电网节点冲击负荷消纳能力特征；判断接入冲击负荷后的节点电压水平能否保持合格水平；计及节点电压最大偏移量，给出电网的消纳冲击负荷的量化值；计及变压器容量限制，给定变压器负载率与冲击负荷含量约束关系；根据变压器实际负载率与冲击负荷含量水平，判断已有变压器配置容量能否满足当前需求；根据分析结果给出适应冲击负荷接入的相应对策。该方法相对于传统方法更高效、简便和实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及降低电压越限风险
，具体涉及。
技术介绍
近年来，经济生产快速发展同时，带来的诸种形式如陶瓷厂工业、石材工业、炼钢工业等具有短时间内功率发生骤变的冲击性工业负荷数量和容量也不断地增加。此外，高速电气化铁路的发展，高压牵引站的相继接入，无疑也大大增加了对电网带来的冲击性，给电网带来造成电压波动、有功无功冲击等方面的影响，也给电气设备的正常运行带来了一定危害。冲击负荷接入后的电压情况分析，对能采取有效的应对措施和电网规划方案设计具有重要的意义。为了充分了解和防范冲击负荷带来的危害，长时间以来人们对冲击负荷的机理和规律做了大量研究。曾有学者基于实测参数建立了冲击负荷模型，分析了冲击负荷对附近发电机组电磁转矩和注入点电压的影响。也有文献提及冲击负荷会导致临近电厂机组励磁系统电压/频率保护动作跳开的实例。有文献分析了电弧炉冲击引起的发电机组内部谐振，得出冲击负荷造成机组长期疲劳损伤的结论。电力变压器则会在冲击负荷等非常规负荷影响下，带来更多温升，严重时破坏绝缘，导致设备寿命下降，如冲击负荷的热冲击和谐波对牵引变压器绝缘的破坏，会造成牵引变寿命的损失等。上述研究可知，冲击负荷对电力系统影响不容忽视，它不仅威胁到电网安全稳定运行，也会破坏电力设备，加速绝缘老化，导致设备强迫停运率提高。此外，由于冲击负荷电气特性对于电网所呈现的随机性和间歇性特点，电网规划需考虑其外特性，对冲击负荷对电网冲击影响进行仿真分析。而电力系统的仿真与运行实际结合的紧密程度，与负荷模型的实用性息息相关。结合地区典型冲击负荷的实测数据进行建模，研究冲击负荷的随机过程，采用新方法进行负荷预测是目前学者主要研究方向。而工作量大，某些负荷模型参数无法获得是目前有待解决的研究问题。据相关文献报道，当前由于缺乏准确反映冲击负荷动态的模型，规划中往往将冲击负荷当做一个稳定负荷，采用静态模型代替，如电弧炉作为恒阻抗负荷，电解铝作为恒电流负荷等。而对冲击负荷的实测分析，则是建立负荷动态模型的基础。对冲击负荷的实测分析，可以发现冲击负荷的有功无功曲线具有数据集的周期性，可以用特征值，即上升速率、持续时间、峰值、尖峰个数、平均值、下降速率等来描述。需要注意的是如果对冲击负荷进行详细拟合，充分刻画其数值特性的话，存在2个问题(I)工作量大，需要对较为长期的负荷数据进行分析，同时由于准确刻画数值特性会使得模型较为复杂，加重计算负担；(2)有些负荷的模型参数无法获得，同时由于配电网规划需根据满足负荷增长的要求进行规划，还需对负荷未来发展进行预估，详细建模的工程价值存疑。因此，结合实测数据，针对冲击负荷的外特性，即其对系统的冲击，提出简单易行而又反映冲击负荷动态的实用建模，对于电网规划无疑将更具理论意义和工程价值。目前，已有文献的仿真研究表明，当网络结构发生变化时，有功无功冲击对配电网的影响也将有改变。冲击负荷对配电网的影响主要体现在，冲击负荷距离相关母线和发电机的电气距离，冲击负荷所在接入点的短路容量，相关母线和发电机的短路容量。因此，在电网规划和运行时应予以重视。本专利技术将基于反应短路容量特性的短路阻抗等值系统，为降低冲击负荷接入后的电压越限风险问题的解决提供了有效的依据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，适用于工程应用和规划精度要求，通过采用短路容量这个可以反映节点特性的主要参数，可量化分析冲击负荷接入后对节点电压的影响，可在电网规划中对节点能消纳的冲击负荷进行定量快效的分析和计算，进而还可得到馈线或者片网接纳冲击负荷的能力。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。，其包括步骤如下:(I)获取要分析电网的网架资料，包括线路阻抗4和变压器现有配置容量ST;采集电网运行数据，即节点母线的电压V，变压器负载率Y，冲击负荷比例X，和冲击负荷冲击量Si，各节点负荷S」(2)根据步骤(I)得到Zp V、Sl计算所述电网的短路容量和短路阻抗；(3)根据得到的短路容量，应用短路环规律将所述电网节点分为同环节点和异环节点:所述短路环指馈线上短路容量相同或者相近的节点的集合，一个短路环上节点的短路容量大小为短路环半径；(4)根据冲击负荷冲击量Si的大小，判断每个短路环上的节点电压能否保持在安全电压水平；(5)根据电压在安全水平内的最大变化量AVmax,由此计算所述电网节点的冲击负荷消纳能力ASlmax ;根据变压器容量大小，得出推荐的负载率水平与冲击负荷比例的约束关系;(6)根据节点冲击负荷消纳能力、负载率和冲击负荷的约束关系，判断现有变压器配置容量能否满足当前的负荷水平要求，如果不能满足，计算变压器额定容量的缺额Λ St,并进行变压器容量扩建；如果满足，保持现有变压器配置容量；(7)若节点电压偏低接近电压允许下限Vuim时，应该采取升压策略和增大该节点短路容量措施，以降低电压越下限的风险；节点电压偏高接近电压允许上限VmmW，应该采取降压策略和减小节点短路容量的措施来降低电压越上限的风险。上述方法中，所述冲击负荷消纳能力表示节点在当前的电压水平情况下能够接纳的冲击负荷接入容量且不至于出现电压不合格。上述方法中，步骤(I)所述的电网网架资料通过实际调研或调度部门中的电网运行台账数据得到，或根据电网运行方式报告得到；所述的电网运行数据，通过变电站电网潮流实时监测装置得到，或从根据运行方式报告得到。上述方法中，步骤(2)所述的短路容量和短路阻抗，利用PSD电力系统分析软件包(简称BPA)中的短路计算功能进行计算。上述方法中，步骤(3)所述的短路环规律为:短路环上节点电压变化量与短路容量、负荷变化量关系满足:本文档来自技高网...

【技术保护点】
降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，其特征在于，包括步骤如下：（1）获取要分析电网的网架资料，包括线路阻抗ZL和变压器现有配置容量ST；采集电网运行数据，即节点母线的电压V，变压器负载率γ，冲击负荷比例χ，和冲击负荷冲击量Si，各节点负荷SL；（2）根据步骤（1）得到ZL、V、SL计算所述电网的短路容量和短路阻抗；（3）根据得到的短路容量，应用短路环规律将所述电网节点分为同环节点和异环节点：所述短路环指馈线上短路容量相同或者相近的节点的集合，一个短路环上节点的短路容量大小为短路环半径；（4）根据冲击负荷冲击量Si的大小，判断每个短路环上的节点电压能否保持在安全电压水平；?（5）根据电压在安全水平内的最大变化量ΔVmax，由此计算所述电网节点的冲击负荷消纳能力ΔS1max；根据变压器容量大小，得出推荐的负载率水平与冲击负荷比例的约束关系；（6）根据节点冲击负荷消纳能力、负载率和冲击负荷的约束关系，判断现有变压器配置容量能否满足当前的负荷水平要求，如果不能满足，计算变压器额定容量的缺额ΔST，并进行变压器容量扩建；如果满足，保持现有变压器配置容量；（7）若节点电压偏低接近电压允许下限VLlim时，应该采取升压策略和增大该节点短路容量措施，以降低电压越下限的风险；节点电压偏高接近电压允许上限VHlim时，应该采取降压策略和减小节点短路容量的措施来降低电压越上限的风险。...

【技术特征摘要】
1.降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，其特征在于，包括步骤如下: (1)获取要分析电网的网架资料，包括线路阻抗4和变压器现有配置容量ST;采集电网运行数据，即节点母线的电压V，变压器负载率Y，冲击负荷比例X，和冲击负荷冲击量Si,各节点负荷； (2)根据步骤(I)得到\、V、Sl计算所述电网的短路容量和短路阻抗； (3)根据得到的短路容量，应用短路环规律将所述电网节点分为同环节点和异环节点:所述短路环指馈线上短路容量相同或者相近的节点的集合，一个短路环上节点的短路容量大小为短路环半径； (4)根据冲击负荷冲击量Si的大小，判断每个短路环上的节点电压能否保持在安全电压水平； (5)根据电压在安全水平内的最大变化量AVmax,由此计算所述电网节点的冲击负荷消纳能力ASlmax;根据变压器容量大小，得出推荐的负载率水平与冲击负荷比例的约束关系； (6)根据节点冲击负荷消纳能力、负载率和冲击负荷的约束关系，判断现有变压器配置容量能否满足当前的负荷水平要求，如果不能满足，计算变压器额定容量的缺额△ St，并进行变压器容量扩建；如果满足，保持现有变压器配置容量； (7)若节点电压偏低接近电压允许下限Vuim时，应该采取升压策略和增大该节点短路容量措施，以降低电压越下限的风险；节点电压偏高接近电压允许上限VmmW，应该采取降压策略和减小节点短路容量的措施来降低电压越上限的风险。2.根据权利要求1中所述的降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，其特征在于:所述冲击负荷消纳能力表示节点在当前的电压水平情况下能够接纳的冲击负荷接入容量且不至于出现电压不合格。3.根据权利要求1中 所述的降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，其特征在于:步骤(I)所述的电网网架资料通过实际调研或调度部门中的电网运行台账数据得到，或根据电网运行方式报告得到；所述的电网运行数据，通过变电站电网潮流实时监测装置得到，或从根据运行方式报告得到。4.根据权利要求1中所述的降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，其特征在于:步骤(2)所述的短路容量和短路阻抗，利用PSD电力系统分析软件包(简称BPA)中的短路计算功能进行计算。5.根据权利要求1中所述的降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，其特征在于，步骤(3)所述的短路环规律为:短路环上节点电压变化量与短路容量、负荷变化量关系满足: ...

【专利技术属性】
技术研发人员：温柏坚，邓健俊，张勇军，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：