CN106058943A - 一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法 - Google Patents

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孟凡超
范辉
胡文平
郝晓光
刘翔宇
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
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State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Hebei Electric Power Construction Adjustment Test Institute
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    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component

Abstract

本发明涉及一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，本发明的技术要点是充分利用机组停机的机会，记录机组停机前后同母线机组无功功率变化，计算无功功率变化量平均值与最大者的比率作为无功功率分配系数，比较无功功率分配系数与其阈值的大小，判断发电机调差配合是否合理。本发明的有益效果是通过优化发电机调差系数，避免了由于励磁系统调差系数过大，引起的电网网络损耗和运行风险；避免了由于励磁调差系数过小，引起的并联运行机组发生抢无功现象。

Description

一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法
技术领域
本发明涉及一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，用于验证特高压受端电网系统电压发生变化后，发电机组输出无功功率的变化情况，属于测量技术领域。
背景技术
随着特高压线路的不断投运，无功电压的控制成为日益突出的问题。特高压线路充电功率大，最高运行电压1100kV下平均每百公里线路的充电功率约为530~570Mvar，约为500kV线路的5~6倍；同时为兼顾工频过电压限制和输送不同功率的无功调节灵活性，感性无功补偿度一般在75%以上。特高压线路承担着较重的功率输送任务，超过其自然功率，从低压电容器和近区500kV系统大量吸收无功，无功电压控制难度较大。特高压变电站单组电容器/电抗器容量较大，单组投切造成较大的无功波动和电压波动，如果并联到同一母线上的发电机，调差性能不能相互配合，将会引起部分机组电压过高，危及发电机定子绕组的绝缘水平，引起部分机组电压过低，甚至失磁，危害到发电机及电气设备，还直接关系到电力系统能否安全可靠地运行。
有鉴于此，发明一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法尤为重要，以对电机进行监测。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，用以验证并联到同一母线的发电机的调差性能能否配合。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，其关键技术点在于，计算某一发电机停机前后同母线其他发电机组无功功率变化量的平均值与最大者的比率作为无功功率分配系数，通过无功功率分配系数的大小判断发电机组调差配合是否合理。
作为本发明进一步的改进，判断发电机组调差配合是否合理的方法为：设定同母线发电机组调差配合合理的无功功率分配系数的阈值，比较计算得出的无功功率分配系数与所述阈值的大小，判断发电机调差配合是否合理。
作为本发明进一步的改进，具体包括如下步骤：
步骤1：假定并联到同一母线上有n台发电机，编号依次为：1、2、3……n，当第k台发电机停机前记录各发电机无功功率的数值为：Q10、Q20、Q30、……Qn0，当第k台发电机停机后记录各发电机无功功率的数值为：Q11、Q21、Q31、……Qn1（k<n）；
步骤2：计算n台发电机无功功率变化量为：
ΔQ1=Q11-Q10
ΔQ2=Q21-Q20
ΔQ3=Q31-Q30
……
ΔQn=Q11-Q10；
步骤3：定义n-1台发电机中无功功率变化量最大值为：
ΔQmax=max (ΔQ1、ΔQ2、ΔQ3…ΔQk-1、ΔQk+1…ΔQn）,其中不含第k台发电机无功功率变化量；
步骤4：定义n-1台发电机中无功功率变化量平均值为：
ΔQ=（ΔQ1+ΔQ2+ΔQ3+…ΔQk-1+ΔQk+1+…+ΔQn）/（n-1）；
步骤5：定义第k台发电机停机后，n-1台机组无功功率分配系数为：
ζ=ΔQ/ΔQmax；
步骤6：通过无功功率分配系数ζ的大小判断发电机调差配合是否合理。
作为本发明进一步的改进，所述步骤6具体为：设定并联在同一母线上不同发电机调差配合合理的无功功率分配系数的阈值为ζzd（ζzd>0.9）；
当ζ≥ζzd时，发电机调差配合合理，无须采取修正措施；
当ζ<ζzd时，发电机调差配合不合理，须采取修正措施。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
本发明充分利用机组停机的机会，验证励磁系统无功调差系数配合关系。避免了由于励磁系统调差系数过大，引起特高压投运后受端电网发生较大无功波动和电压波动，增加电网网络损耗和运行风险；避免了由于励磁调差系数过小，当电网运行电压微小的变化时，发电机输出更多的无功功率，减少并联运行机组发生抢无功现象。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
实施例1：
沧东电厂并联到同一500KV母线上有4台发电机，编号依次为：1、2、3、4。当第4台发电机停机前记录各机组无功功率的数值为： Q10=42.1MVar、Q20=51.4MVar、Q30=40.3MVar、Q40=48.7MVar。当第4台发电机停机后记录各机组无功功率的数值为：Q11=60.5MVar、Q21=63.3MVar、Q31=62.2MVar、Q41=0MVar。设定并联在同一母线上不同发电机调差配合合理的无功功率分配系数的阈值为ζzd=0.9。
计算1、2、3号发电机无功功率变化量为：
ΔQ1=Q11-Q10=60.5-42.1=18.4 MVar
ΔQ2=Q21-Q20=63.3-51.4=11.9 MVar
ΔQ3=Q31-Q30=62.2-40.3=21.9 MVar
计算1、2、3号发电机中无功功率变化量最大值为：
ΔQmax=21.9 MVar。
计算1、2、3号发电机中无功功率变化量平均值为：
ΔQ=（18.4+11.9+21.9）/3=17.4 MVar。
计算1、2、3号发电机无功功率分配系数为：
ζ=ΔQ/ΔQmax=17.4/21.9=0.79
判断发电机调差配合的合理性：
由于ζ<ζzd, ,即0.79<0.9
结论：发电机调差配合不合理，须采取修正措施。
实施例2：
定州电厂并联到同一500KV母线上有4台发电机，编号依次为：1、2、3、4。当第4台发电机停机前记录各机组无功功率的数值为： Q10=60.2MVar、Q20=61.4MVar、Q30=60.8MVar、Q40=61.5MVar。当第4台发电机停机后记录各机组无功功率的数值为：Q11=82.4MVar、Q21=83.2MVar、Q31=82.8MVar、Q41=0MVar。设定并联在同一母线上不同发电机调差配合合理的无功功率分配系数的阈值为ζzd=0.9。
计算1、2、3号发电机无功功率变化量为：
ΔQ1=Q11-Q10=82.4-60.2=22.2 MVar
ΔQ2=Q21-Q20=83.2-61.4==21.8 MVar
ΔQ3=Q31-Q30=82.8-60.8=22.0 MVar
计算1、2、3号发电机中无功功率变化量最大值为：
ΔQmax=22.2 MVar。
计算1、2、3号发电机中无功功率变化量平均值为：
ΔQ=（22.2+21.8+22.0）/3=22.0 MVar。
计算1、2、3号发电机无功功率分配系数为：
ζ=ΔQ/ΔQmax=22.0/22.2=0.99
判断发电机调差配合的合理性：
由于ζ>ζzd, ,即0.99>0.9
结论：发电机调差配合合理，无须采取修正措施。
上述操作可以在励磁调节器的工控机中编写程序完成；也手动计算完成。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，其特征在于，计算某一发电机停机前后同母线其他发电机组无功功率变化量的平均值与最大者的比率作为无功功率分配系数，通过无功功率分配系数的大小判断发电机组调差配合是否合理。
2.根据权利要求1所述的一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，其特征在于，判断发电机组调差配合是否合理的方法为：设定同母线发电机组调差配合合理的无功功率分配系数的阈值，比较计算得出的无功功率分配系数与所述阈值的大小，判断发电机调差配合是否合理。
3.根据权利要求1所述的一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：假定并联到同一母线上有n台发电机，编号依次为：1、2、3……n，当第k台发电机停机前记录各发电机无功功率的数值为：Q10、Q20、Q30、……Qn0，当第k台发电机停机后记录各发电机无功功率的数值为：Q11、Q21、Q31、……Qn1（k<n）；
步骤2：计算n台发电机无功功率变化量为：
ΔQ1=Q11-Q10
ΔQ2=Q21-Q20
ΔQ3=Q31-Q30
……
ΔQn=Q11-Q10；
步骤3：定义n-1台发电机中无功功率变化量最大值为：
ΔQmax=max (ΔQ1、ΔQ2、ΔQ3…ΔQk-1、ΔQk+1…ΔQn）,其中不含第k台发电机无功功率变化量；
步骤4：定义n-1台发电机中无功功率变化量平均值为：
ΔQ=（ΔQ1+ΔQ2+ΔQ3+…ΔQk-1+ΔQk+1+…+ΔQn）/（n-1）；
步骤5：定义第k台发电机停机后，n-1台机组无功功率分配系数为：
ζ=ΔQ/ΔQmax；
步骤6：通过无功功率分配系数ζ的大小判断发电机调差配合是否合理。
4.根据权利要求3所述的一种特高压受端电网发电机调差配合的验证方法，其特征在于，所述步骤6具体为：设定并联在同一母线上不同发电机调差配合合理的无功功率分配系数的阈值为ζzd（ζzd>0.9）；
当ζ≥ζzd时，发电机调差配合合理，无须采取修正措施；
当ζ<ζzd时，发电机调差配合不合理，须采取修正措施。
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