CN103078347B - 降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的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。

Description

降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法

技术领域

本发明涉及降低电压越限风险技术领域，具体涉及降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法。

背景技术

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：

（1）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。

本发明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。

发明内容

本发明的目的是提供降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，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。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

降低电压越限风险的冲击负荷消纳方法，其包括步骤如下：

（1）获取要分析电网的网架资料，包括线路阻抗Z_L和变压器现有配置容量S_T；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S_i，各节点负荷S_L；

（2）根据步骤（1）得到Z_L、V、S_L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S_i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ΔV_max，由此计算所述电网节点的冲击负荷消纳能力ΔS_1max；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ΔS_T，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V_Llim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V_Hlim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。

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（1）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：

$\frac{\mathrm{\Δ}{V}_i}{\mathrm{\Δ}{V}_j}\∝\frac{S_{\mathrm{kj}}}{S_{\mathrm{ki}}}\×\frac{\mathrm{\Δ}{S}_i}{\mathrm{\Δ}{S}_j}---\left(1\right)$

式(1)中ΔV_i是节点i负荷变化造成的电压降；ΔV_j是节点j负荷变化造成的电压降；S_ki是节点i的短路容量；S_kj是节点j负荷的短路容量；ΔS_ki是节点i的负荷变化量；ΔS_kj是节点j负荷的负荷变化量；

对于短路环，当电网线路的电阻和电抗比值R/X变化不大时，同环节点的性质包括：

a)同一短路环上的节点受到冲击负荷影响的电压变化量相同。

b)如果同短路环节点初始电压相同，就会有相同的冲击负荷消纳能力。

c)同环节点电压变化量与负荷功率变化量成正比。

异环节点的性质包括：

a)不同环节点受到相同冲击负荷影响的电压变化量与其短路环半径成反比。

b)节点i所在短路环半径是节点j的k倍时，要产生相同的电压降落，则节点i的负荷变化量至少是j的k倍。

c)短路环半径越接近的短路环节点，性质越相近。

上述方法中，步骤（4）具体包括：

设短路环上的任意节点初始电压为V₁，负荷变化后电压为V₁’，电压改变量ΔV=V₁- V₁’，短路阻抗Z_k=R_k+jX_k，则有：

$\mathrm{\ΔV}=\frac{(2V_1-V_0)\sqrt{{(2V_1-V_0)}^2-4({\mathrm{\ΔPR}}_k+\mathrm{\Δ}{\mathrm{QX}}_k)}}{2}---\left(2\right)$

其中，V₀：表示电源节点电压；R_k、X_k：分别表示节点短路电阻和电抗；ΔP、ΔQ：分别表示所接入的冲击负荷的有功和无功功率部分；

根据冲击负荷冲击量S_i，由式(2)求得各节点的电压变化水平ΔV_i；若节点i当前电压水平为V_i，则该节点冲击负荷作用下的电压水平为(V_i+ΔV_i)，由此判断节点电压在冲击负荷作用下能否保持在合格安全电压水平范围[V_Llim, V_Hlim]。

上述方法中，步骤（5）中所述的计算节点冲击负荷消纳能力大小

式(3)中，ΔS为所接入冲击负荷大小，由式(3)便可以得到短路环上的任意节点处的最大接入功率，亦即得到该节点处的可消纳冲击负荷大小；

步骤（5）所述的负载率水平与冲击负荷比例的限制关系为，

S_T×γ+(S_T×γ)×χ×i_m≤S_T(4)

其中，变压器容量S_T，变压器负载率γ，冲击负荷接入比例χ，冲击量倍数i_m，根据冲击负荷功率波动的概率分布期望，冲击量倍数为i_m取2~3；由式(4)，若当前变压器负载率水平达到γ，则接入的冲击负荷比例不能超过χ；若当前接入的冲击负荷比例为χ，则变压器负载率应限制在γ以下。

上述方法中，步骤（6）中所述的计算变压器额定容量配置缺额ΔS_T，具体包括：

馈线长期持续负荷水平为S_L，冲击负荷比例为χ₀，由式(4)得到该情况下允许达到的最大负载率为γ₀，则推荐配置变压器容量S_T应该满足：

S_T≥S_L/γ₀(5)

若现有配置下负载率达到γ₁，那么变压器配置容量缺额ΔS_T为：

ΔS_T=S_T×(γ₁-γ₀) /γ₀(6)

上述方法中，步骤（7）具体包括：

节点电压偏低接近电压允许下限V_Llim时，应该采取的升压策略包括调节变压器升档升压、增加电容器投入中的一种或两种，应该采取的增大该节点短路容量措施包括让电网合环运行、减少供电半径中的一种或两种；节点电压偏高接近电压允许上限V_Hlim时，应该采取的降压策略包括变压器降档降压、增加电抗器投入中的一种或两种，应该采取的减小节点短路容量的措施是让电网开环运行。

上述方法中，短路阻抗等值分析系统基本原理

任一网络的节点电压方程为：

${\stackrel{.}{V}}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Z}_{\mathrm{ij}}{\stackrel{.}{I}}_j(i=\mathrm{1,2},...,n)$

式中，电压相量为网络各节点对地电压；电流相量为网络外部向各节点的注入电流；Z_ij为节点阻抗矩阵元素。根据故障分量网络法，该网络只有短路点f有注入电流-I_f，故由节点电压方程有：

$\mathrm{\Δ}{\stackrel{.}{V}}_f=-{\stackrel{.}{I}}_f{Z}_{\mathrm{ff}}=-{\stackrel{.}{V}}_{f0}+{\stackrel{.}{I}}_f{z}_f$

由此可以得到短路点的短路电流：

${\stackrel{.}{I}}_f=\frac{{\stackrel{.}{V}}_{f0}}{Z_{\mathrm{ff}}+z_f}\≈\frac{1}{Z_{\mathrm{ff}}+z_f}$

式中f点是短路点；是短路造成短路点电压降落；为短路电流；Z_ff为短路节点在阻抗矩阵中的对角元素；z_f为短路节点接地阻抗；是短路点初始电压，其标幺值幅值可以近似为1。可见，不计短路接地电阻z_f时，有

${\stackrel{.}{S}}_f={\stackrel{.}{I}}_f=\frac{{\stackrel{.}{V}}_{f0}}{Z_{\mathrm{ff}}}\≈\frac{1}{Z_{\mathrm{ff}}}$

亦即短路阻抗Z_k=Z_ff。因此，对于每一个节点，都可以用短路阻抗相关的等值系统来等值，如附图2。

设1号节点初始电压为V₁，负荷变化后电压为V₁’，电压改变量ΔV=V₁- V₁’，短路阻抗Z_k=R_k+jX_k，则有：

$V_1=V_0-\mathrm{\Δ}{V}_1=V_0-\frac{{\mathrm{PR}}_k+{\mathrm{QX}}_k}{V_1}$

$V_1^{\′}=V_0-\mathrm{\Δ}{V}_1^{\′}=V_0-\frac{(P+\mathrm{\ΔP})R_k+(Q+\mathrm{\ΔQ})X_k}{V_1^{\′}}$

联立以上两式，可以得到：

$\mathrm{\ΔV}=V_1-V_1^{\′}=\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{PR}}_k+\mathrm{\Δ}{\mathrm{QX}}_k}{V_1+V_1^{\′}-V_0}=\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{PR}}_k+\mathrm{\Δ}{\mathrm{QX}}_k}{2V_1-\mathrm{\ΔV}-V_0}$

式(6)表示节点自身负荷变化时对自身电压的改变量大小。

求解式(6)得：

$\mathrm{\ΔV}=\frac{(2V_1-V_0)-\sqrt{{(2V_1-V_0)}^2-4(\mathrm{\Δ}{\mathrm{PR}}_k+\mathrm{\Δ}{\mathrm{QX}}_k)}}{2}$

其中，V₀：表示电源节点电压；R_k、X_k：分别表示节点短路电阻和电抗；ΔP、ΔQ：分别表示所接入的冲击负荷冲击量的有功和无功功率部分。各物理量单位：V₁、V₀、ΔV：kV；R_k、X_k：Ω；ΔP：MW；ΔQ：Mvar可以看出，该算式仅与电源节点电压水平、所述电网初始电压水平、负荷的变化量以及节点短路阻抗大小相关，计算简单而且精度能满足电网规划的要求。根据冲击负荷冲击量S_i，由上式求得电压变化水平ΔV_i，由此求得节点电压在冲击负荷作用下的电压水平(V_i+ΔV_i)，便可判断节点电压在冲击负荷作用下能否保持在合格安全电压水平范围。

上述方法中，当支路的公共节点为电源节点或中枢节点，其短路容量很大时，公共节点所连不同支路上的节点间具有叠加性，该类节点上负荷波动时对节点电压基本不相互影响；公共节点远离电源节点或中枢节点，短路容量较小时，支路上节点不具有叠加性，节点负荷波动时对电压的相互影响较为明显。其中所述的叠加性是指开环辐射网络中，多个节点的冲击负荷消纳能力等于各节点冲击负荷消纳能力之和。

短路环上节点电压变化量与短路容量、负荷变化量关系如式(8)：

$\frac{\mathrm{\Δ}{V}_i}{\mathrm{\Δ}{V}_j}\∝\frac{S_{\mathrm{kj}}}{S_{\mathrm{ki}}}\×\frac{\mathrm{\Δ}{S}_i}{\mathrm{\Δ}{S}_j}$

式中ΔV_i是节点i负荷变化造成的电压降；ΔV_j是节点j负荷变化造成的电压降；S_ki是节点i的短路容量；S_kj是节点j负荷的短路容量；ΔS_ki是节点i的负荷变化量；ΔS_kj是节点j负荷的负荷变化量。

上述方法中，设附图2中1号节点允许的最大电压变化量为ΔV_1max，对应1号节点最大允许负荷变化量为ΔS_1max，由式(6)可以得到：

式中，ΔS为所接入冲击负荷功率。由式(9)便可以得到1号节点处的最大接入功率。

上述方法中，根据变压器的容量限制，实际在不同的变压器负载率情况下，应该限制冲击负荷在一定水平。冲击负荷可以分为正常平稳生产S_S和发生功率冲击S_i两部分。S_S属于平稳负荷，S_i则为冲击量，冲击负荷功率短时间内可以达到平稳值的数倍。显然应有：

平稳负荷 + 冲击量 ≤ 变压器额定容量

设变压器容量为S_T，变压器负载率γ，冲击负荷接入比例为χ，冲击量倍数为i_m则应该满足下式。

S_T×γ+(S_T×γ)×χ×i_m≤S_T

值得说明的是，由于冲击负荷功率同时都达到最大值的概率很小，从实际得到的一些含冲击负荷线路和片网的典型负荷功率波动曲线数据也没有出现太大的波动情况，因此考虑最大冲击量S_i时设置在最大值的极端情况显得不现实，而且基于此得到的结论容易使得规划设备配置过剩，导致设备利用率不高。结合冲击负荷功率波动的功率分布期望，绝大多数情况下冲击负荷功率最大值为平稳值的2~3倍。在分析馈线或者片网总冲击负荷影响，考虑冲击负荷的波动性时，瞬间最大冲击量可取平稳值的1.5倍，也就是最大冲击负荷功率为2.5S_S。

上述方法中，变压器变低侧中接入冲击负荷容量较大时，变压器配置容量除了考虑节点正常负荷水平和未来的负荷发展水平外，还应该考虑变压器变低侧冲击负荷容量的大小。

当ΔV_1max表示变压器由空载到满载1号节点所允许的最大电压变化量时，由式(9)求得的ΔS_1max即是该变压器最大能消纳的负荷能力。

如果配电变压器长期持续负荷水平为S_L，冲击负荷比例占χ₀，那么式(10)得到该情况下允许达到的最大负载率为γ₀，那么推荐配置变压器容量S_T应该满足：

S_T ≥ S_L/γ₀。

若现有配置下负载率达到γ₁，那么变压器配置容量缺额ΔS_T为：

ΔS_T=S_T×(γ₁-γ₀) /γ₀ 。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）采用的冲击负荷分析模型更为实用和简化，避免了传统冲击负荷研究复杂的动态建模和大量计算过程，对于负荷预测的依赖性不高，使得分析具有快速性和有效性。

（2）本发明建立的冲击负荷影响的相关分析体系，为电网采取合理的调整措施来保证当前配置下的电网可以合理运行提供了依据，同时也可为电网规划中制定更加科学高效的设备配置方案提供了依据。

（3）采用能反应节点电气距离的短路容量参数进行分析，使得计算算式简化准确，其计算误差能够满足电力系统工程计算精度要求，而且方法简单易操作，便于推广，为电网规划提供了一种新的分析手段。

附图说明

图1为冲击负荷消纳能力分析流程图。

图2为节点短路阻抗等值系统。

图3为IEEE33节点系统接线图。

具体实施方式

以IEEE33节点系统为实际例子，节点冲击负荷消纳能力分析流程如附图1所示。

步骤（1）了解所分析电网网架情况和初始运行潮流数据。设该系统额定电压设定为10 kV，基准容量为10 MVA；接线图如附图3，图中数字表示节点号；网络参数如表1。20号节点处配电变压器为S11-2000/10。

表1 IEEE33节点系统网络参数

步骤（2）计算节点的短路容量和短路阻抗。设置首端0节点电压为10.5 kV，五条联络开关支路都断开（开环运行方式），经过计算可以得到各节点的短路容量和短路阻抗如表2。

表2 BPA短路计算结果（单位MVA）

步骤（3）短路环特性。由表2中的短路容量特点可以看出，9号节点和10号节点、8号节点和27号节点、6号节点和26号节点、19号节点和23号节点等，具有相同的短路容量，即他们在同一短路环上，由同环特性可以知道他们受到冲击负荷的影响特性相同。如表3可知他们在相同容量冲击负荷作用下，电压变化量相近。

步骤（4）计算电压变化量。设置让各节点功率单独变化，功率变化量均为1 MVA，节点负荷变化功率因数cos φ=0.9。经过计算，各节点功率单独变化时对应的自身电压变化量ΔV_实仿真结果以及由公式(7)计算结果ΔV_计如表3所示。

表3 电压变化量仿真结果与计算结果（单位：kV）

从表3可以看出，计算结果的误差最大的是16、17号节点，误差只有0.2 kV，相对误差只有1%，而其他节点的误差不超过0.05 kV。也就是说，除了个别电压变化量比较大的节点利用式(7)计算结果误差较大外，其它节点的计算结果都比较接近实际值。在工程上这是允许接受的误差范围。

根据表3中的电压偏移量和各节点的当前电压值，即可判断各节点受到1 MVA的冲击负荷影响时电压能否保持在合格的电压水平[10.0, 10.7]。

当节点电压不能保证在合格水平时，应该考虑采取相应的电压调控策略，如采取逆调压、限制节点冲击负荷接入容量、增加变电站动态无功补偿装置、电网合环运行或减小供电半径以增大节点与电源点的电气联系，增大节点短路容量等措施。

步骤（5）计算节点冲击负荷消纳能力。20号节点原电压水平为10.38kV，根据计算式(9)计算可以得到， 20号节点处的功率波动达到1320 kVA时，其电压水平即低于10 kV下限水平，如果冲击负荷冲击系数为1.5，则20号节点的冲击负荷消纳能力为880 kVA。

步骤（6）判断变压器容量是否满足。取i_m=1.5，则负载率与冲击负荷比例关系如表4、表5。

表4 一定负载率情况下允许接入的冲击负荷比例

表5 一定比例冲击负荷情况下允许达到的负载率

20号节点处负荷全为冲击负荷，根据表5，此时配变允许的负载率为40%，亦即根据配变容量的限制，此时20号节点的变压器允许接入冲击负荷S_i要限制在800 kVA以内。如果此时冲击负荷平稳水平S_i为1000kVA，则根据式(12)此处变压器存在的配置容量差额为500 kVA。因此如果20号节点处的变压器负载率水平若长期处于40%以上时，则建议应扩建变压器容量。

步骤（7）：节点电压偏低接近电压允许下限V_Llim时，应该采取的升压策略包括调节变压器升档升压、增加电容器投入中的一种或两种，应该采取的增大该节点短路容量措施包括让电网合环运行、减少供电半径中的一种或两种；节点电压偏高接近电压允许上限V_Hlim时，应该采取的降压策略包括变压器降档降压、增加电抗器投入中的一种或两种，应该采取的减小节点短路容量的措施是让电网开环运行。

以上为本发明的具体实施方式。

Claims (8)

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Z_L和变压器现有配置容量S_T；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S_i，各节点负荷S_L；

(2)根据步骤(1)得到线路阻抗Z_L、节点母线的电压V、各节点负荷S_L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；

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：

$\frac{\mathrm{\Δ}{V}_i}{\mathrm{\Δ}{V}_j}\∝\frac{S_{\mathrm{kj}}}{S_{\mathrm{ki}}}\×\frac{\mathrm{\Δ}{S}_i}{\mathrm{\Δ}{S}_j}---\left(1\right)$

式(1)中ΔV_i是节点i负荷变化造成的电压降；ΔV_j是节点j负荷变化造成的电压降；S_ki是节点i的短路容量；S_kj是节点j负荷的短路容量；ΔS_i是节点i的负荷变化量；ΔS_j是节点j负荷的负荷变化量；

对于短路环，当电网线路的电阻和电抗比值R/X变化不大时，同环节点的性质包括：

a)同一短路环上的节点受到冲击负荷影响的电压变化量相同；

b)如果同短路环节点初始电压相同，就会有相同的冲击负荷消纳能力；

c)同环节点电压变化量与负荷功率变化量成正比；

异环节点的性质包括：

a)不同环节点受到相同冲击负荷影响的电压变化量与其短路环半径成反比；

b)节点i所在短路环半径是节点j的k倍时，要产生相同的电压降落，则节点i的负荷变化量至少是j的k倍；

c)短路环半径越接近的短路环节点，性质越相近；

(4)根据冲击负荷冲击量S_i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ΔV_max，由此计算所述电网节点的冲击负荷消纳能力ΔS_max；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ΔS_T，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V_Llim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V_Hlim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。

2.根据权利要求1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(1)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中的短路计算功能进行计算。

5.根据权利要求1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(4)具体包括：

设短路环上的任意节点初始电压为V₁，负荷变化后电压为V₁’，电压改变量ΔV＝V₁-V₁’，短路阻抗Z_k＝R_k+jX_k，则有：

$\mathrm{\ΔV}=\frac{(2V_1-V_0)-\sqrt{{(2V_1-V_0)}^2-4(\mathrm{\ΔP}{R}_k+\mathrm{\Δ}{\mathrm{QX}}_k)}}{2}---\left(2\right)$

其中，V₀：表示电源节点电压；R_k、X_k：分别表示节点短路电阻和电抗；ΔP、ΔQ：分别表示所接入的冲击负荷的有功和无功功率部分；

根据冲击负荷冲击量S_i，由式(2)求得各节点的电压变化水平ΔV_i；若节点i当前电压水平为V_i，则该节点冲击负荷作用下的电压水平为(V_i+ΔV_i)，由此判断节点电压在冲击负荷作用下能否保持在合格安全电压水平范围[V_Llim,V_Hlim]。

6.根据权利要求5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(5)中所述的计算节点冲击负荷消纳能力大小

式(3)中ΔS为所接入冲击负荷大小，ΔV_max为所述任意节点允许的最大电压变化量，由式(3)便可以得到短路环上的任意节点处的最大接入功率，亦即得到该节点处的可消纳冲击负荷大小；

步骤(5)所述的负载率水平与冲击负荷比例的限制关系为，

S_T×γ+(S_T×γ)×χ×i_m≤S_T(4)

其中，变压器现有配置容量S_T，变压器负载率γ，冲击负荷比例χ，冲击量倍数i_m，根据冲击负荷功率波动的概率分布期望，冲击量倍数为i_m取2～3；由式(4)，若当前变压器负载率水平达到γ，则接入的冲击负荷比例不能超过χ；若当前接入的冲击负荷比例为χ，则变压器负载率应限制在γ以下。

7.根据权利要求6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(6)中所述的计算变压器额定容量的缺额ΔS_T，具体包括：

如果馈线长期持续负荷水平等于S_L，且如果冲击负荷比例为χ₀，由式(4)得到该情况下允许达到的最大负载率为γ₀，则推荐配置变压器现有配置容量S_T应该满足：

S_T≥S_L/γ₀(5)

若现有配置下负载率达到γ₁，那么变压器配置容量缺额ΔS_T为：

ΔS_T＝S_T×(γ₁-γ₀)/γ₀(6)。

8.根据权利要求1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(7)具体包括：

节点电压偏低接近电压允许下限V_Llim时，应该采取的升压策略包括调节变压器升档升压、增加电容器投入中的一种或两种，应该采取的增大该节点短路容量措施包括让电网合环运行、减少供电半径中的一种或两种；节点电压偏高接近电压允许上限V_Hlim时，应该采取的降压策略包括变压器降档降压、增加电抗器投入中的一种或两种，应该采取的减小节点短路容量的措施是让电网开环运行。