CN106655209A - 城市电网无功电压的数据处理方法及数据处理系统 - Google Patents

城市电网无功电压的数据处理方法及数据处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种城市电网无功电压的数据处理方法及数据处理系统，其通过获取轻负荷时段下的数据，进行220kV电网无功电压、110kV及以下电网无功倒送、220kV电网感性无功补偿、220kV分区机组进相能力、500kV电网无功电压、低抗投入电压灵敏度的分析，以及通过获取重负荷时段下的数据，进行220kV电网无功电压、220kV电网容性无功补偿、220kV分区电网动态无功储备、500kV电网无功电压、电压稳定性的分析。本发明以此实现对轻负荷及重负荷时段城市电网无功电压情况的复现，判断城市电网在电压无功运行及控制方面存在的问题，为进一步提出改善措施和建议提供依据。

Description

城市电网无功电压的数据处理方法及数据处理系统
技术领域
本发明涉及城市电网无功电压领域，特别涉及一种城市电网无功电压的数据处理方法及数据处理系统。
背景技术
典型的城市电网，用电峰谷差大，电压无功运行及控制问题突出。一方面，在轻负荷时段，因线路电缆化率高，充电功率大，感性无功平衡困难。长期以来，受法定长假负荷急剧下降的影响，城市电网呈现感性无功补偿不足、电压偏高的特点。同时，直流换流站滤波器无功功率注入，系统调峰大量机组调停，进一步影响电网的无功平衡和调压能力。另一方面，在重负荷时段，机组动态无功储备减小，随着大功率直流密集落地城市，多回直流相继闭锁后可能诱发电压稳定问题。
发明内容
本发明提供一种城市电网无功电压的数据处理方法及数据处理系统，对轻负荷及重负荷时段城市电网无功电压情况进行复现。
本发明的一个技术方案是提供一种城市电网无功电压的数据处理方法，包含对轻负荷时段和/或重负荷时段的城市电网无功电压数据进行处理：其中，对轻负荷时段的城市电网无功电压的数据进行处理时，在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对轻负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算；将无功倒送功率因数提高到第一设定值，以使其中一些分区出现感性无功盈余；根据无功倒送功率因数提高后再次进行的无功平衡计算结果，筛选出感性无功缺额的分区；
对轻负荷时段的城市220kV电网进行实际感性无功补偿度计算，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的设定比例的分区；以感性无功临界平衡为边界条件，将城市220kV电网总体感性无功补偿度设定在第一阈值，计算220kV电网感性无功补偿总容量，并根据其与实际感性无功补偿度对应的220kV电网感性无功补偿总容量相比提高的数值，确定需要增投的容量及需要各分区投运或增配的感性无功补偿设备或电抗器；
对重负荷时段的城市电网无功电压的数据进行处理时，在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对重负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算；将无功倒送功率因数提高到第二设定值，再次进行无功平衡计算，判断各分区是否无功平衡，确定电网总体呈现感性无功盈余的容量。
优选地，所述轻负荷时段包含法定长假期间，所述重负荷时段包含迎峰度夏期间；轻负荷时段无功倒送功率因数提高到的第一设定值为0.98；重负荷时段无功倒送功率因数提高到的第二设定值为0.98；轻负荷时段线路充电功率的设定比例为80%或90%，城市220kV电网总体感性无功补偿度的第一阈值为110%。
优选地，在计及其中220kV电网无功倒送和直流无功倒送的情况下，对轻负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析，计算城市500kV及以上电网感性无功的总体缺额；并通过计算500kV变电站感性无功补偿度，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的90%的分区。
优选地，为确定各分区需投入的感性无功补偿设备，进一步获取轻负荷时段城市220kV变电站中未投运的感性无功补偿设备的容量，计算任意一个分区投入该分区的感性无功补偿设备后，对该分区及其他分区电压影响效果的灵敏度，计算该分区内220kV站电压及其他分区内220kV站电压降低的数值；所述感性无功补偿设备是220kV变电站中的低抗和动态无功补偿设备。
优选地，在维持500kV线路拉停的基础上，假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运且灵敏度增加10%裕度的情况下，重新计算轻负荷时段各分区平均电压降低的数值；并在假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运的情况下，筛选出电压仍无法控制在1.05pu以内的分区，对其增加感性无功补偿设备。
优选地，对于110kV及以上长电缆供电的用户站，将功率因数考核点设置在进线电缆的电网侧，判断功率因数是否达到进相的考核标准0.95。
优选地，为进行220kV电网容性无功补偿，获取城市电网220kV变电总容量及容性无功补偿配置总量，计算容性无功补偿配置总量占变电总容量的比例，并判断该比例是否达到12～20%；筛选出该比例小于12%的变电站。
优选地，通过220kV分区电网动态无功储备分析，分别计算500kV及220kV的动态无功储备及发电力率，并与发电力率为0.95时的储备标准相应比较，并筛选出发电力率小于该储备标准的分区。
优选地，对重负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析，计算容性无功缺额；以及，通过电压稳定性分析，在城市电网1回特高压直流闭锁、1回特高压和1回超高压直流同时闭锁以及3回直流同时闭锁的故障条件下，基于PV曲线分析方法计算城市电网的动态无功备用以及电压稳定裕度。
优选地，进行处理的城市电网无功电压数据，是从SCADA系统和关口表计获取的数据，包含：
与轻负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈低电压等级向高电压等级层层倒送状态，调停时机组进相运行，高低压电抗器投入运行时的感性无功补偿情况，以及电网结构调整的数据；
与重负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈高电压等级向低电压等级层层输送的状态，直流吸收无功，500kV交流联络线无功交换，500/220kV无功交换，110kV及以下电网吸收无功，机组滞相运行，容性无功补偿的数据。
本发明的另一个技术方案是提供一种城市电网无功电压的数据处理系统，对轻负荷时段和/或重负荷时段的城市电网无功电压数据进行处理；
所述数据处理系统设置有无功平衡计算单元，其在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对轻负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算，并在将无功倒送功率因数提高到使其中一些分区出现感性无功盈余的第一设定值时再次进行无功平衡计算结果，筛选出感性无功缺额的分区；
和/或，所述无功平衡计算单元在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对重负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算，并在将无功倒送功率因数提高到第二设定值时再次进行无功平衡计算，以确定电网总体呈现感性无功盈余的容量，筛选出无功不平衡的分区。
优选地，所述第一设定值为0.98；所述第二设定值为0.98。
优选地，所述数据处理系统还设置有无功补偿计算单元，其对轻负荷时段的城市220kV电网进行实际感性无功补偿度计算，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的设定比例的分区。优选的设定比例为80%或90%。
优选地，所述无功补偿计算单元还在以感性无功临界平衡为边界条件将城市220kV电网总体感性无功补偿度设定在第一阈值时，计算220kV电网感性无功补偿总容量，并根据求得的220kV电网感性无功补偿总容量与实际感性无功补偿度对应的220kV电网感性无功补偿总容量相比提高的数值，来确定需要增投的容量及需要各分区投运或增配的感性无功补偿设备或电抗器。优选的第一阈值为110%。
优选地，所述无功平衡计算单元进一步在计及220kV电网无功倒送和直流无功倒送的情况下，对轻负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析计算城市500kV及以上电网感性无功的总体缺额；
所述无功补偿计算单元还通过计算轻负荷时段500kV变电站感性无功补偿度，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的90%的分区。
优选地，所述无功补偿计算单元对重负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析计算容性无功缺额，还通过获取重负荷时段城市电网220kV变电总容量及容性无功补偿配置总量，计算容性无功补偿配置总量占变电总容量的比例，并判断该比例是否达到12～20%，筛选出该比例小于12%的变电站进行220kV电网容性无功补偿。
优选地，所述数据处理系统进一步设置有灵敏度计算单元，通过获取轻负荷时段城市220kV变电站中未投运的感性无功补偿设备的容量，计算任意一个分区投入该分区的感性无功补偿设备后对该分区及其他分区电压影响效果的灵敏度，并计算该分区内220kV站电压及其他分区内220kV站电压降低的数值；所述感性无功补偿设备是220kV变电站中的低抗和动态无功补偿设备；
优选地，所述灵敏度计算单元还在维持500kV线路拉停的基础上，假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运且灵敏度增加10%裕度的情况下，重新计算轻负荷时段各分区平均电压降低的数值，从而在假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运的情况下，筛选出电压仍无法控制在1.05pu以内的分区。
优选地，所述数据处理系统将其对110kV及以上长电缆供电的用户站的功率因数考核点设置在进线电缆的电网侧，并对110kV及以上长电缆供电的用户站的功率因数是否达到进相的考核标准0.95进行判断。
优选地，所述数据处理系统进一步设置有无功储备分析单元，分别计算重负荷时段500kV及220kV的动态无功储备及发电力率，并与发电力率为0.95时的储备标准相应比较，筛选出发电力率小于该储备标准的分区。
优选地，所述数据处理系统进一步设置有电压稳定性分析单元，在城市电网1回特高压直流闭锁、1回特高压和1回超高压直流同时闭锁以及3回直流同时闭锁的故障条件下，基于PV曲线分析方法计算重负荷时段城市电网的动态无功备用容量以及电压稳定裕度。
优选地，所述数据处理系统从SCADA系统和关口表计获取以下数据进行处理：与轻负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈低电压等级向高电压等级层层倒送状态，调停时机组进相运行，高低压电抗器投入运行时的感性无功补偿情况，以及电网结构调整的数据；
与重负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈高电压等级向低电压等级层层输送的状态，直流吸收无功，500kV交流联络线无功交换，500/220kV无功交换，110kV及以下电网吸收无功，机组滞相运行，容性无功补偿的数据。
综上所述，本发明有针对性地获取电网相关数据进行分析处理，实现对轻负荷及重负荷时段城市电网无功电压情况的复现，以此判断城市电网在电压无功运行及控制方面存在的问题，为进一步提出改善措施和建议提供依据。
附图说明
图1是本发明所述城市电网无功电压的数据处理方法的流程示意图。
图2是本发明所述城市电网无功电压的数据处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下文配合图1、图2描述的具体实施方式中，轻负荷时段以法定长假期间，如春节期间（最低负荷点）为例，重负荷时段以迎峰度夏期间（最高负荷点）为例，以从SCADA系统和关口表计获取的实际无功、电压监测数据为基础，对轻负荷及重负荷时段城市电网无功电压情况进行复现。
图1的示例中，所述述城市电网无功电压的数据处理方法，在轻负荷时段执行的数据处理，包含：220kV电网无功电压分析、110kV及以下电网无功倒送分析、220kV电网感性无功补偿分析、220kV分区机组进相能力分析、500kV电网无功分析、投入抵抗的电压灵敏度分析；在重负荷时段执行的数据处理，包含220kV电网无功电压分析、220kV电网容性无功补偿分析、220kV分区电网动态无功储备分析、500kV电网无功电压分析、电压稳定性分析。
图2的示例中，所述城市电网无功电压的数据处理系统，设置有无功平衡计算单元、无功补偿计算单元、灵敏度计算单元、无功储备分析单元、电压稳定性分析单元。
轻负荷时段
为分析城市电网轻负荷时段无功电压存在的问题，需获取的信息包含：
城市电网轻负荷时段轻负荷时段电压运行情况（如500kV、220kV电网整体运行电压等）；
轻负荷时段实际的无功分布情况；如获取春节期间110kV及以下电网向220kV电网倒送无功（220kV主变中低压侧出线无功），220kV电网向500kV电网倒送无功（220kV电网倒送至500kV主变中压侧无功）的相关数据，可知城市电网无功流向整体呈低电压等级向高电压等级层层倒送状态；还可获取例如直流无功注入、500kV交流联络线无功送出、500/220kV无功交换、110kV及以下电网无功倒送的情况帮助分析；
以及，降低轻负荷时段电压所采取的运行措施；如调停措施下的机组进相运行情况，高低压电抗器投入运行的感性无功补偿情况，电网结构调整情况（分区合环，主变/用户电容器拉停）等。
基于上述信息，首先进行220kV电网无功电压分析，即，根据春节最低负荷时段的数据（其中需计及城市110kV及以下电网无功倒送的实际情况），无功平衡计算单元进行220kV分区电网感性无功平衡计算。其中，获取春节低负荷时段城市220kV电网中低压侧下送有功负荷、无功倒送等相关数据，可以求得实际的功率因数（如0.97，且为容性）。
之后，将无功倒送功率因数提高到设定值（如控制该因数至0.98），无功平衡计算单元再次进行无功平衡计算。与前次计算各分区均有感性无功缺额的情况相比，再次计算后部分分区已出现感性无功盈余，其余分区的感性无功缺额总量也有减少。据此分析，可知110kV及以下系统无功倒送是导致220kV系统感性无功缺额的原因之一。
两次进行无功平衡计算所需的数据，具体为春节最低负荷时段220kV分区电网下，无功电源相关的220kV充电功率、接入220kV发电机无功出力、220kV变电站低容无功等数据，以及无功负荷相关的220kV变压器无功损耗、220kV机组升压变无功损耗及厂用无功、220kV线路无功损耗、220kV低抗/高抗无功、110kV及以下电网无功负荷等数据，以此计算220kV分区电网感性无功平衡结果。
再者，进行110kV及以下电网无功倒送分析，包括对城市中低压配网进行无功电压特性排查，选出倒送容量在100MVar以上的分区，对分区供电范围内的变压器进行无功倒送分析。可知，部分220kV站中低压侧无功倒送较大的主要原因包括以下三点：一是110kV电缆的充电功率未补偿（多集中在距离城市中心较远、电缆相对较长的区域）；二是用户站本身倒送无功；三是低谷时段部分110/35kV站内低容未切除导致无功倒送。其中，110kV电缆的充电功率未充分补偿是最主要的因素。
在进行220kV电网感性无功补偿时，基于上文分析，将220kV变电站中低压侧出线无功倒送功率因数控制在0.98后，220kV总体仍存在感性无功缺额，而其中部分分区已有感性无功盈余，需对其余分区进一步考虑提高感性无功补偿度。为此，基于各分区的充电功率、高低抗数据，无功补偿计算单元对220kV系统进行感性无功补偿度(%)计算，以分析城市220kV分区电网无功过剩问题。根据计算结果，选出感性无功补偿度不达标的分区，如高、低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率90%的分区；其中，尤其需关注补偿度不到80%的分区，其属于感性无功配置不足。
并且，以感性无功临界平衡为边界条件，将城市220kV电网总体感性无功补偿度控制到110%，此时无功补偿计算单元计算220kV电网感性无功补偿总容量，根据其与原补偿度下计算的总容量相比提高的数值，来确定需再增投的容量，以便对各分区需投运的感性无功或需增配的电抗器等进行安排。在220kV变电站中低压侧负荷功率因数控制在0.98的前提下，计算所需的数据，包含无功电源相应的220kV分区电网的220kV充电功率、接入220kV发电机无功出力、220kV变电站低容无功的数据，以及无功负荷相应的220kV变压器无功损耗、220kV机组升压变无功损耗及厂用无功、220kV线路无功损耗、增配/增投220kV低抗/高抗后感性无功、需增配电抗器容量、需增投电抗器容量、110kV及以下电网无功负荷的数据，以此计算相应的感性无功缺额。
继续对各220kV站内低抗容量及安装位置情况进行统计，可知城市220kV变电站低压电抗器分布几乎所有的分区。从安装地点来看，低压电抗器几乎全部集中在终端变电站及线变组接线的变压器处（仅部分在中间站装设低压电抗器，部分在牵引站等电缆供电的变电站及中低压电缆出线供轨道交通的变电站未配置电抗器）。根据220kV变压器统计总数，与所配置的低抗的变压器总数，来计算城市整体和各分区的变电站低抗配置率，选出配置率低于总体配置率的分区。可知，城市220kV变压器电抗配置总量存在一定缺额，且分布不均的问题，制约了无功的分层分区平衡。
进一步对220kV分区机组进相能力进行分析，城市各220kV分区感性无功不足的原因总结为110kV及以下电网无功倒送220kV感性无功配置不足或未投；分区并网机组无进相能力，需维持一定无功出力；机组虽有进相能力，但受局部电网运行限制维持无功出力；机组虽有进相能力，但被调停。
进行500kV电网无功电压分析，即对春节期间城市500kV电网（全接线）进行感性无功平衡分析，对实际情况、500kV中压侧功率因数0.98情况及直流注入无功情况，分别获取无功电源的直流注入、500kV充电功率、220kV倒送无功，以及无功负荷的500kV变压器无功损耗、500kV电厂升压变无功损耗及厂用无功负荷、500KV线路无功损耗、发电机吸收无功、500kV变电站低抗吸收无功、特高压练塘站吸收无功的数据，进行无功平衡分析，无功平衡计算单元计算春节期间城市500kV及以上电网感性无功的总体缺额。
可知，影响500kV电网感性无功平衡的因素主要有两点：其一，是220kV电网无功倒送；如将500kV主变220kV侧功率因数控制在0.98，再次进行无功平衡分析，可以使500kV感性无功呈盈余。其二，是直流无功倒送；如考虑分区的直流停役（或不停役）的情况下，将直流换流站调整换流站装设的无功补偿设备投入容量或改变换流器吸收的无功功率，将换流站与交流系统交换的无功功率控制在规定的范围内(无功功率控制方式)，或将换流站交流母线电压控制在规定的范围内(交流电压控制方式)。基于整流侧和逆变侧各自的Pdc、Qdc、滤波器投切组数、滤波器投切容量、与交流系统交换无功、交流系统电压等数据，分析不同控制模式下分区的直流滤波器投切情况，计算各区直流低功率时来电（有功来电），注入交流侧无功等数据，进而计算500kV感性无功缺额。可知，城市500kV电网感性无功缺口主要因220kV电网无功倒送引起；同时若直流无功倒送增加，会进一步恶化500kV感性无功平衡。
根据电力系统无功补偿“分层分区，就地平衡”的原则，继续针对城市500kV变电站进行感性无功补偿度分析，基于各500kV变电站的出线充电功率/2、站内低抗的数据，无功补偿计算单元计算补偿度（%）；筛选出高、低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的90%的分区。
基于上述诸多分析，提供解决轻负荷时段电压偏高问题的措施，包含：确定各分区需投入的感性无功补偿设备，进一步包含：获取在春节轻负荷时段城市220kV变电站中低抗和动态无功补偿设备未投运的数据（如各分区下的220kV变压器、低抗配置、实际投入、分区平均运行电压、未投运原因等），计算未投运的总容量。
假设同一分区集中投入低抗，对本分区及其他分区电压影响效果的灵敏度分析（即，灵敏度计算单元计算投入某分区的低抗后，可降低的本分区内220kV站电压，及同时降低的其他分区内220kV站电压的数值）。在维持500kV线路拉停的基础上，继续假设各分区上述未投运的低抗全部投运，利用上述的灵敏度关系并考虑10%的裕度，灵敏度计算单元计算春节低谷期间各分区平均电压可降低的数值。可见，充分利用现有无功补偿设备是低谷期间维持电压在合理区间的重要手段，据此，建议可以加强电抗器设备维护，优化220kV站低抗投切策略，确保220kV站低抗在轻负荷时段可以按需投运。对于电压水平较好的分区，在不影响110kV/35kV配电网电压水平的前提下，还可以适当投运220kV站中的低抗（或动态无功补偿装置），有益于降低全网电压水平。
对低谷时段220kV电压按照1.05pu（231kV）控制，并将春节期间未投运的低抗全部投运，对电压仍无法控制在1.05pu以内的分区进一步增加感性无功补偿设备。根据上文的若干分析，可知这些分区在春节期间配电网无功倒送以及220kV电网向500kV电网无功倒送现象均较为突出（其感性无功补偿度均在50～80%不等，属于补偿度不足的分区）。考虑到220kV站内集中配置低抗既可补偿220kV电网充电功率，又可补偿部分110kV出线电缆充电功率，因此，集中在这些分区增设低抗，对低谷时段的高电压问题起到较好的抑制效果。
对于配电网无功倒送中由用户站无功倒送引起的问题，其不满足城市电网用户侧供电考核办法中功率因数大于0.9的要求，若考虑进线电缆因素，则倒送无功将进一步增大。对此，建议修订用户侧供电的考核办法，对于110kV及以上长电缆供电的用户（如铁路牵引站、重机厂等），将功率因数考核点设置在进线电缆的电网侧，将电缆充电功率的补偿情况纳入考核范围，并根据国家标准，将城市现行功率因数考核标准提高至0.95（进相）。
此外，还建议尽量减少轻负荷时段直流及市外交流来电，避免本地机组大量调停，提高系统调压能力；统筹考虑短路电流限制和电压无功调节的因素，调整新建机组高阻抗变压器选用原则，避免制约机组进相能力。还可请求国调优化直流滤波器投切，避免小功率来电时直流大量无功倒送。
重负荷时段
为分析城市电网重负荷时段无功电压存在的问题，需获取的信息包含：
重负荷时段电压运行情况（如获取迎峰度夏期间城市电网500kV平均高峰电压、220kV平均高峰电压等）；
重负荷时段无功分布情况（如获取110kV及以下电网从220kV电网吸收无功（220kV主变中低压侧出线总无功），220kV电网从500kV电网吸收无功（220kV电网倒送至500kV主变中压侧无功）的数据（具体的数据项目参见轻负荷时段），可知迎峰度夏期间城市电网无功流向整体呈高电压等级向低电压等级层层输送状态；
还可获取例如直流吸收无功（如分区直流从500kV交流电网吸收或送入的无功，三回直流总计吸收的无功等数据）；500kV交流联络线无功交换（如迎峰度夏期间体现城市交流联络线无功总体呈吸收状态的500kV联络线及分区吸收容量的数据）；500/220kV无功交换（如迎峰度夏期间城市220kV电网从500kV系统吸收无功总量，500kV变电站主变220kV侧下送无功的数据）；110kV及以下电网吸收无功（如迎峰度夏期间城市110kV及以下电网无功功率吸收总容量，及各分区110kV及以下系统从220kV系统吸收无功的数据）等；
以及，获取当前提高重负荷时段电压所采取的运行措施，包含：机组滞相运行（如为应对极端高温天气导致的重负荷状况，城市本地机组无功出力基本达到控制极限时的总体力率，总计发出的无功容量，其中500kV机组、220kV机组各自发出的无功容量及力率），以及容性无功补偿（如迎峰度夏期间，城市500kV变电站投入的低容总容量，及其对总配置容量的占比；220kV站内低容原则上全部投入）等数据。
根据上述信息，首先进行220kV电网无功电压分析：在夏季最高负荷时段，计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，无功平衡计算单元计算220kV分区电网感性无功平衡结果（分区的无功缺额、220kV电网总体无功缺额）；并可基于110kV及以下电网吸收总无功等数据，计算实际的平均功率因数（通常如0.97，尚属合理范围）。进一步将220kV变电站中低压出线功率因数提高至设定值（将其控制在0.98），无功平衡计算单元再次进行无功平衡计算，则除了分区内无机组或低容配置较少的情况外，各分区无功基本达到平衡，总体呈盈余。两次无功平衡计算所需的具体数据项目，可参见轻负荷时段。
在进行220kV电网容性无功补偿时，获取城市电网220kV变电总容量，容性无功补偿配置总量，无功补偿计算单元计算其占变电总容量的比例，并判断该比例是否达到导则规定的12～20%要求。并且，计算各分区的220kV变电容量、220kV容性无功配置，计算容性无功配置占变电容量的比例，筛选该比例小于12%的变电站。此外，对于比例达到规定要求，但内部仍缺乏机组参与调压造成重负荷时段容性无功不足的分区，以及容性无功配置总体达标但部分变电站仍配置不足而可能引起局部电网重负荷时段电压偏低的分区，仍需筛选出来予以关注。
在进行220kV分区电网动态无功储备分析时，根据公司无功规划和电网运行实际情况，将城市网内发电机组正常发电力率按最小0.95控制。据此，无功储备分析单元计算500kV、220kV的动态无功储备及发电力率，分别与发电力率为0.95时的储备标准进行比较（通常后者会低于该储备标准），并筛选出发电力率小于该储备标准的分区，需对其加以平衡。
进行500kV电网无功电压分析时，对迎峰度夏期间城市500kV电网进行容性无功平衡分析。根据实际运行数据，如无功电源相应的500kV充电功率、接入500kV发电机无功出力、直流无功出力、500kV变电站低容无功，以及无功负荷相应的500kV变压器无功损耗、500kV电厂升压变无功损耗及厂用无功负荷、500kV线路无功损耗、500kV变电站低抗无功、220kV电网无功负荷的数据，无功平衡计算单元计算容性无功缺额。
进行电压稳定性分析时，随着城市电网区外交直流受电规模的不断增大，对电网稳定性，尤其是电压稳定性的影响开始逐渐显现。为此，分析城市电网1回特高压直流闭锁、1回特高压和1回超高压直流同时闭锁以及3回直流同时闭锁等极端故障下的电压稳定性，电压稳定性分析单元计算时主要采用动态电压稳定的静态分析方法，即PV曲线分析方法，计算上述极端故障下城市电网的动态无功备用以及电压稳定裕度，包含：对不同运行方式（实时、实时下500kV站低容全投、其余省市交流特高压投运后）下，正常及各种直流闭锁故障下的500kV低容投运量、500kV动态无功备用、220kV动态无功备用、电压稳定负荷增长裕度、城市电网极限负荷、考虑5%裕度后的极限负荷。
据此，为进一步提高全网的电压稳定性，可做好并网机组的滞相运行管理，充分挖掘机组的滞相运行能力，以备电网发生严重故障时提供必要的动态无功支撑；建设特高压站及500kV配套送出工程，增加城市电网的交流受电通道，提高多回直流闭锁故障下的电压稳定裕度；基于主变扩建、输变电以及分区网架优化梳理相关工程，提高500kV电网对220kV分区电网的电压支撑力度；适时增加500kV站内的低容配置或分区内220kV站的低容配置，加快分区内燃机的投产进度。增强110kV及以下配电网容性无功补偿建设，尽量做好无功电压的分压平衡，使220kV变电站重负荷时段在最大负荷时中低压侧出线的功率因数不低于0.98。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种城市电网无功电压的数据处理方法，其特征在于，
在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对轻负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算；将无功倒送功率因数提高到第一设定值，以使其中一些分区出现感性无功盈余；根据无功倒送功率因数提高后再次进行的无功平衡计算结果，筛选出感性无功缺额的分区；
对轻负荷时段的城市220kV电网进行实际感性无功补偿度计算，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的设定比例的分区；以感性无功临界平衡为边界条件，将城市220kV电网总体感性无功补偿度设定在第一阈值，计算220kV电网感性无功补偿总容量，并根据其与实际感性无功补偿度对应的220kV电网感性无功补偿总容量相比提高的数值，确定需要增投的容量及需要各分区投运或增配的感性无功补偿设备或电抗器；
和/或，对重负荷时段的城市电网无功电压的数据进行处理时，在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对重负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算；将无功倒送功率因数提高到第二设定值，再次进行无功平衡计算，判断各分区是否无功平衡，确定电网总体呈现感性无功盈余的容量。
2.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
所述第一设定值为0.98；所述第二设定值为0.98；
轻负荷时段线路充电功率的设定比例为80%或90%，所述第一阈值为110%。
3.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
在计及其中220kV电网无功倒送和直流无功倒送的情况下，对轻负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析，计算城市500kV及以上电网感性无功的总体缺额；并通过计算500kV变电站感性无功补偿度，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的90%的分区。
4.如权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，
为确定各分区需投入的感性无功补偿设备，进一步获取轻负荷时段城市220kV变电站中未投运的感性无功补偿设备的容量，计算任意一个分区投入该分区的感性无功补偿设备后，对该分区及其他分区电压影响效果的灵敏度，计算该分区内220kV站电压及其他分区内220kV站电压降低的数值；所述感性无功补偿设备是220kV变电站中的低抗和动态无功补偿设备。
5.如权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，
在维持500kV线路拉停的基础上，假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运且灵敏度增加10%裕度的情况下，重新计算轻负荷时段各分区平均电压降低的数值；并在假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运的情况下，筛选出电压仍无法控制在1.05pu以内的分区，对其增加感性无功补偿设备。
6.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
对于110kV及以上长电缆供电的用户站，将功率因数考核点设置在进线电缆的电网侧，判断功率因数是否达到进相的考核标准0.95。
7.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
为进行220kV电网容性无功补偿，获取城市电网220kV变电总容量及容性无功补偿配置总量，计算容性无功补偿配置总量占变电总容量的比例，并判断该比例是否达到12～20%；筛选出该比例小于12%的变电站。
8.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
通过220kV分区电网动态无功储备分析，分别计算500kV及220kV的动态无功储备及发电力率，并与发电力率为0.95时的储备标准相应比较，并筛选出发电力率小于该储备标准的分区。
9.如权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，
对重负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析，计算容性无功缺额；以及，通过电压稳定性分析，在城市电网1回特高压直流闭锁、1回特高压和1回超高压直流同时闭锁以及3回直流同时闭锁的故障条件下，基于PV曲线分析方法计算城市电网的动态无功备用容量以及电压稳定裕度。
10.如权利要求1~9中任意一项所述的数据处理方法，其特征在于，
所述数据处理方法处理的城市电网无功电压数据，是从SCADA系统和关口表计获取的数据，包含：
与轻负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈低电压等级向高电压等级层层倒送状态，调停时机组进相运行，高低压电抗器投入运行时的感性无功补偿情况，以及电网结构调整的数据；
与重负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈高电压等级向低电压等级层层输送的状态，直流吸收无功，500kV交流联络线无功交换，500/220kV无功交换，110kV及以下电网吸收无功，机组滞相运行，容性无功补偿的数据。
11.一种城市电网无功电压的数据处理系统，其特征在于，
所述数据处理系统设置有无功平衡计算单元和无功补偿计算单元；
所述无功平衡计算单元在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对轻负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算，并在将无功倒送功率因数提高到使其中一些分区出现感性无功盈余的第一设定值时再次进行无功平衡计算结果，筛选出感性无功缺额的分区；
所述无功补偿计算单元对轻负荷时段的城市220kV电网进行实际感性无功补偿度计算，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的设定比例的分区；所述无功补偿计算单元还在以感性无功临界平衡为边界条件将城市220kV电网总体感性无功补偿度设定在第一阈值时，计算220kV电网感性无功补偿总容量，并根据求得的220kV电网感性无功补偿总容量与实际感性无功补偿度对应的220kV电网感性无功补偿总容量相比提高的数值，来确定需要增投的容量及需要各分区投运或增配的感性无功补偿设备或电抗器；
和/或，所述无功平衡计算单元在计及城市110kV及以下电网吸收无功的实际情况下，对重负荷时段的城市220kV电网进行感性无功平衡计算，并在将无功倒送功率因数提高到第二设定值时再次进行无功平衡计算，以确定电网总体呈现感性无功盈余的容量，筛选出无功不平衡的分区。
12.如权利要求11所述的数据处理系统，其特征在于，
所述第一设定值为0.98；所述第二设定值为0.98；
轻负荷时段线路充电功率的设定比例为80%或90%，所述第一阈值为110%。
13.如权利要求11所述的数据处理系统，其特征在于，
所述无功平衡计算单元进一步在计及220kV电网无功倒送和直流无功倒送的情况下，对轻负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析计算城市500kV及以上电网感性无功的总体缺额；
所述无功补偿计算单元还通过计算轻负荷时段500kV变电站感性无功补偿度，筛选出高/低压并联电抗器的总容量低于线路充电功率的90%的分区。
14.如权利要求11所述的数据处理系统，其特征在于，
所述无功补偿计算单元，对重负荷时段的城市500kV电网进行无功电压分析计算容性无功缺额，还通过获取重负荷时段城市电网220kV变电总容量及容性无功补偿配置总量，计算容性无功补偿配置总量占变电总容量的比例，并判断该比例是否达到12～20%，筛选出该比例小于12%的变电站进行220kV电网容性无功补偿。
15.如权利要求11所述的数据处理系统，其特征在于，
所述数据处理系统进一步设置有灵敏度计算单元，通过获取轻负荷时段城市220kV变电站中未投运的感性无功补偿设备的容量，计算任意一个分区投入该分区的感性无功补偿设备后对该分区及其他分区电压影响效果的灵敏度，并计算该分区内220kV站电压及其他分区内220kV站电压降低的数值；所述感性无功补偿设备是220kV变电站中的低抗和动态无功补偿设备。
16.如权利要求15所述的数据处理系统，其特征在于，
所述灵敏度计算单元还在维持500kV线路拉停的基础上，假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运且灵敏度增加10%裕度的情况下，重新计算轻负荷时段各分区平均电压降低的数值，从而在假设所有分区的所有未投运的低抗全部投运的情况下，筛选出电压仍无法控制在1.05pu以内的分区。
17.如权利要求11所述的数据处理系统，其特征在于，
所述数据处理系统将其对110kV及以上长电缆供电的用户站的功率因数考核点设置在进线电缆的电网侧，并对110kV及以上长电缆供电的用户站的功率因数是否达到进相的考核标准0.95进行判断。
18.如权利要求14所述的数据处理系统，其特征在于，
所述数据处理系统进一步设置有无功储备分析单元，分别计算重负荷时段500kV及220kV的动态无功储备及发电力率，并与发电力率为0.95时的储备标准相应比较，筛选出发电力率小于该储备标准的分区。
19.如权利要求14所述的数据处理系统，其特征在于，
所述数据处理系统进一步设置有电压稳定性分析单元，在城市电网1回特高压直流闭锁、1回特高压和1回超高压直流同时闭锁以及3回直流同时闭锁的故障条件下，基于PV曲线分析方法计算重负荷时段城市电网的动态无功备用容量以及电压稳定裕度。
20.如权利要求11~19中任意一项所述的数据处理系统，其特征在于，
所述数据处理系统从SCADA系统和关口表计获取以下数据进行处理：
与轻负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈低电压等级向高电压等级层层倒送状态，调停时机组进相运行，高低压电抗器投入运行时的感性无功补偿情况，以及电网结构调整的数据；
与重负荷时段对应的500kV、220kV电网的电压运行，无功流向整体呈高电压等级向低电压等级层层输送的状态，直流吸收无功，500kV交流联络线无功交换，500/220kV无功交换，110kV及以下电网吸收无功，机组滞相运行，容性无功补偿的数据。
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