CN102751721A - 一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法，所述应用方法包括以下步骤：确定线路加装串补的最大容量；调整输电通道及近区电源和负荷的接入水平，分析降低串补度对潮流分布及输电能力的影响；确定串补度分段数和容量；分析串补分段接入系统后对输电系统电压分布及暂态稳定水平的影响，确定串补应用方案。利用本发明的方法在输电系统中应用串联补偿，能够灵活改变串补补偿度，各级串补度都能够长期稳定运行，可以适应电源和负荷变化的多种运行方式，能够有效均衡潮流，提高通道输电能力，充分发挥串补的作用，使输电通道和串联补偿装置建设投资效益最大化。

Description

一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法
技术领域
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法。
背景技术
串联补偿技术是将电容器串接于输电线路中，通过电容器容抗补偿输电线路感抗的阻抗补偿方式缩短线路的等值电气距离，减少功率输送引起的电压降和功角差，从而提高输电系统动态和暂态稳定裕度，为大功率传输创造有利条件。
串联补偿技术作为一项较为成熟和可靠的技术，在电力系统中应用已八十多年的历史。国外对固定串联补偿技术的研究始于1928年的美国纽约电网33kV系统，1950年在超高压电网中得到应用，目前串补运行的最高系统电压等级为1000kV特高压电网。截止到21世纪初期，全世界安装的串补总容量已经超过100,000Mvar，有近百个工程投入商业运行。在输电系统中，串补主要有以下应用领域：
（1）提高系统稳定水平。
（2）提高系统输送能力。
（3）改善运行电压和无功平衡条件。
（4）均衡潮流分布。
（5）降低网损。
串补在输电系统应用最多的领域是提高系统稳定水平和输送能力。通常加装串补补偿度越大，系统等值电气距离越短，功率输送引起的电压降和功角差也越小，系统稳定水平和输电能力也越高。当串补补偿度增加到一定程度，系统输电能力有可能不再受暂态稳定水平限制，转而受通道热稳定水平限制，此时系统输电能力还与各通道潮流均衡情况有关。
目前串联补偿技术分为常规串补和可控串补两种。常规串补是按照一定的补偿度接入系统，可以整体投退。当通道潮流均衡程度随电源和负荷变化时，常规串补无法在各种运行方式下都起到均衡潮流的作用。可控串补是通过增加晶闸管支路，可以在系统暂态过程中，短时实现串补度的平滑调整，这一功能主要应用于增强系统阻尼，提高系统动态稳定水平。而针对通道潮流不均衡的情况，可控串补不能长时间的调整串补度从而改善潮流分布。因此，亟待提出一种能够长时间改变串补度的串补应用方法，用于在运行方式变化的情况下，均衡输电系统通道潮流。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法，利用本发明的方法在输电系统中应用串联补偿，能够灵活改变串补补偿度，各级串补度都能够长期稳定运行，可以适应电源和负荷变化的多种运行方式，能够有效均衡潮流，提高通道输电能力，充分发挥串补的作用，使输电通道和串联补偿装置建设投资效益最大化。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法，所述应用方法包括以下步骤：
步骤1：确定线路加装串补的最大容量；
步骤2：调整输电通道及近区电源和负荷的接入水平，分析降低串补度对潮流分布及输电能力的影响；
步骤3：确定串补度分段数和容量；
步骤4：分析串补分段接入系统后对输电系统电压分布及暂态稳定水平的影响，确定串补应用方案。
所述步骤1包括以下步骤：
步骤1-1：建立输电系统仿真计算模型；
步骤1-2：采用暂态稳定计算方法分析加装串补前后通道输电能力；
步骤1-3：选择串补度相应的容量作为线路加装串补的最大容量。
根据输电能力增加幅度随着串补度增加趋于饱和这一原则选择串补度相应的容量作为线路加装串补的最大容量。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：以系统基础运行方式为基准，调整输电通道及近区电源和负荷的接入水平；
步骤2-2：分析不同开机和负荷方式下输电通道潮流分布情况；
步骤2-3：针对不同方式分别降低串补度，尽可能均衡潮流分布；
步骤2-4：令各方式输电能力达到最大值，记录相应的串补度。
所述输电通道为并列运行的两个以上输电通道。
所述步骤3中，根据各个方式输电能力最大值相应的串补度，罗列线路投入串补度序列，结合设备制造能力和经济性确定串补分段数和分段容量。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1：在上述串补分段投入输电极限方式下，分析串补分段接入系统后对系统电压分布及暂态稳定水平的影响，必要时对串补分段方案进行微调；
步骤4-2：结合远景方式年，综合考虑串补短时及长期过载能力，选择串补参数，确定串补应用方案。
所述串补参数包括额定电流、额定电压和额定容量。
所述串补应用方案包括串补补偿度、分段数、接入输电系统位置、各段基础参数和投切方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明简单可靠，易执行；利用本发明的方法在输电系统中应用串联补偿，能够灵活改变串补补偿度，各级串补度都能够长期稳定运行，可以适应电源和负荷变化的多种运行方式，能够有效均衡潮流，提高通道输电能力，充分发挥串补的作用，使输电通道和串联补偿装置建设投资效益最大化。
附图说明
图1是本发明实施例中西北750kV电网地理接线图；
图2是本发明实施例中新疆西北联网通道输电能力随酒泉～金昌加装串补度变化曲线图；
图3是现有技术中常规串补结构简图；
图4是本发明应用的串补结构简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法，所述应用方法包括以下步骤：
步骤1：确定线路加装串补的最大容量；
步骤2：调整输电通道及近区电源和负荷的接入水平，分析降低串补度对潮流分布及输电能力的影响；
步骤3：确定串补度分段数和容量；
步骤4：分析串补分段接入系统后对输电系统电压分布及暂态稳定水平的影响，确定串补应用方案。
所述步骤1包括以下步骤：
步骤1-1：建立输电系统仿真计算模型；
步骤1-2：采用暂态稳定计算方法分析加装串补前后通道输电能力；
步骤1-3：选择串补度相应的容量作为线路加装串补的最大容量。
根据输电能力增加幅度随着串补度增加趋于饱和这一原则选择串补度相应的容量作为线路加装串补的最大容量。
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：以系统基础运行方式为基准，调整输电通道及近区电源和负荷的接入水平；
步骤2-2：分析不同开机和负荷方式下输电通道潮流分布情况；
步骤2-3：针对不同方式分别降低串补度，尽可能均衡潮流分布；
步骤2-4：令各方式输电能力达到最大值，记录相应的串补度。
所述输电通道为并列运行的两个以上输电通道。
所述步骤3中，根据各个方式输电能力最大值相应的串补度，罗列线路投入串补度序列，结合设备制造能力和经济性确定串补分段数和分段容量。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1：在上述串补分段投入输电极限方式下，分析串补分段接入系统后对系统电压分布及暂态稳定水平的影响，必要时对串补分段方案进行微调；
步骤4-2：结合远景方式年，综合考虑串补短时及长期过载能力，选择串补参数，确定串补应用方案。
所述串补参数包括额定电流、额定电压和额定容量。
所述串补应用方案包括串补补偿度、分段数、接入输电系统位置、各段基础参数和投切方式。
如图1，“十二五”末期，西北电网将形成750kV线路联网，其中新疆与西北主网联网通道西起新疆哈密，东至甘肃和青海负荷中心，绵长上千公里，由两个750kV并列双线通道组成，通道输电能力采用潮流最大的酒泉～河西、沙洲～柴旦断面潮流表示。酒泉750kV变电站接入电源分别为嘉酒1×1000MW和金塔2×1000MW。通道电源开机方式和近区负荷水平都将影响两个通道潮流分布情况。
参见附图2，纵坐标为通道输电能力，随横坐标即酒泉～河西线路加装串补补偿度呈抛物线型变化，酒泉750kV变电站接入电源的不同开机方式下，通道输电能力在不同串补度下达到最大值。
参见附图3-4，酒泉～河西50%串补采用分散布置，线路两侧各25%。本方案中将两侧25%的常规串联补偿装置中的电容器C进行分两段，C1段10%，C2段25%，每段可单独投切。此时酒泉～河西线路串补装置运行方式如下表1所示，线路投入串补总补偿度可以实现10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、50%八级补偿。
表1
Figure BDA00001661481200051
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于运行方式变化的串联补偿应用方法，其特征在于：所述应用方法包括以下步骤：
步骤1：确定线路加装串补的最大容量；
步骤2：调整输电通道及近区电源和负荷的接入水平，分析降低串补度对潮流分布及输电能力的影响；
步骤3：确定串补度分段数和容量；
步骤4：分析串补分段接入系统后对输电系统电压分布及暂态稳定水平的影响，确定串补应用方案。
2.根据权利要求1所述的串联补偿应用方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：
步骤1-1：建立输电系统仿真计算模型；
步骤1-2：采用暂态稳定计算方法分析加装串补前后通道输电能力；
步骤1-3：选择串补度相应的容量作为线路加装串补的最大容量。
3.根据权利要求2所述的串联补偿应用方法，其特征在于：根据输电能力增加幅度随着串补度增加趋于饱和这一原则选择串补度相应的容量作为线路加装串补的最大容量。
4.根据权利要求1所述的串联补偿应用方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：
步骤2-1：以系统基础运行方式为基准，调整输电通道及近区电源和负荷的接入水平；
步骤2-2：分析不同开机和负荷方式下输电通道潮流分布情况；
步骤2-3：针对不同方式分别降低串补度，尽可能均衡潮流分布；
步骤2-4：令各方式输电能力达到最大值，记录相应的串补度。
5.根据权利要求4所述的串联补偿应用方法，其特征在于：所述输电通道为并列运行的两个以上输电通道。
6.根据权利要求1所述的串联补偿应用方法，其特征在于：所述步骤3中，根据各个方式输电能力最大值相应的串补度，罗列线路投入串补度序列，结合设备制造能力和经济性确定串补分段数和分段容量。
7.根据权利要求1所述的串联补偿应用方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：
步骤4-1：在上述串补分段投入输电极限方式下，分析串补分段接入系统后对系统电压分布及暂态稳定水平的影响，必要时对串补分段方案进行微调；
步骤4-2：结合远景方式年，综合考虑串补短时及长期过载能力，选择串补参数，确定串补应用方案。
8.根据权利要求7所述的串联补偿应用方法，其特征在于：所述串补参数包括额定电流、额定电压和额定容量。
9.根据权利要求7所述的串联补偿应用方法，其特征在于：所述串补应用方案包括串补补偿度、分段数、接入输电系统位置、各段基础参数和投切方式。
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