CN106712052B - 一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法，取网络内某一母线节点作为观察节点，观察已选节点母线电压下降量；根据不同发电机吸收相同无功功率，对应观察节点母线电压下降量，求得不同发电机进相影响因子；根据发电机进相影响因子的大小排序，并根据此排序分配进相需吸收的无功功率，本发明的特点是考虑发电机最大进相能力的情况下，通过多台发电机组配合，以尽快降低电网运行电压。该方法与传统通过随机单台或多台发电机深度进相相比，最有更大的灵活性，可以提高降压速率，在保证发电机最大进相能力的情况下，尽可能维持了系统稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法。
背景技术
我国电力负荷消耗区和资源矿产蕴藏区极不平衡，且随着全球能源互联网主题的提出，特高压交流输电得到广泛发展，同时发电厂装机容量不断提高，输电线路相间及相对地电容也随着变大，这就造成了系统容性无功功率不断增大。除了传统交流输电需要大量的无功补偿装置以弥补高峰负荷时系统无功不足外，随着高压直流输电、柔性交流输电等电力电子输电方式的发展，在整流站附近等亦需要投入大容量无功补偿装置以满足电力电子设备的无功消耗。系统中装设的无功补偿装置多为电容器，不具备灵活的投切功能，在夜间、假期等系统负荷低谷时，若无功补偿装置未能及时退出，会造成系统中无功功率过剩，引起电网运行电压偏高，接近甚至高于运行电压上限，这就造成了系统电能质量下降，严重影响了电网安全稳定运行。
系统中运行电压过高会缩短输电线路、变压器等电力设备的使用寿命，且电力设备长时间承受过电压亦可能会对其绝缘造成不可逆损坏。鉴于以上原因，目前电网中多采用装设调相机、高压输电线路并联高抗设备、通过发电机进相运行来降低系统中无功，以达到降低运行电压的目的。
与装设调相机、高压输电线路并联高抗设备相比，通过发电机进相运行来降低系统运行电压具有调节平滑、不需要二次投资的优点，通过欠励运行来实现发电机的进相模式，即可在发出有功的同时吸收系统中多余的无功，以达到降低运行电压的目的。且发电机同时具有迟相和进相两种运行方式，故通过发电机进相模式降低系统运行电压具有较高的经济性、灵活性和可靠性。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法，该方法考虑发电机最大进相能力的情况下，通过多台发电机组配合，以尽快降低电网运行电压。该方法与传统通过随机单台或多台发电机深度进相相比，最有更大的灵活性，可以提高降压速率，在保证发电机最大进相能力的情况下，尽可能维持了系统稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法，包括以下步骤：
(1)取网络内某一母线节点作为观察节点，观察已选节点母线电压下降量；
(2)根据不同发电机吸收相同无功功率，对应观察节点母线电压下降量，求得不同发电机进相影响因子；
(3)根据发电机进相影响因子的大小排序，并根据此排序分配进相需吸收的无功功率。
所述步骤(1)中，当某一区域网络内有多台发电机运行时，各发电机分别进相运行，在吸收单位无功功率时，取网络内某一母线节点作为观察节点。
所述步骤(1)中，考虑发电机定子边段铁芯和金属结构件的温度、系统电压、功角稳定和系统静态稳定极限等因素的影响，确定发电机的额定功率运行时最大进相能力。
所述步骤(2)中，发电机进相影响因子为在发电机吸收单位无功功率时，观察节点母线电压的下降量大小。
所述步骤(2)中，发电机进相影响因子的值为观察节点母线电压下降量与发电机进相运行时吸收无功功率的比值。
所述步骤(3)中，对观察节点母线电压敏感的发电机在保证最大进相能力的基础上尽可能多吸收无功。
所述步骤(3)中，分配时每台发电机的分配值不应超过其最大进相能力。
本发明的有益效果为：
(1)当系统运行电压过高，通过发电机进相运行来吸收电网中的过剩无功功率，但过剩无功大于任一发电机最大进相能力，通过分析电网中主要发电机进相运行时对电网电压的影响，在考虑发电机最大进行能力情况下，多台发电机同时进相运行降低电网运行电压，保证电网安全稳定运行。
(2)当夜间或假期等系统负荷低谷时，系统中无功功率过剩，引起电网运行电压偏高，严重情况下会高于运行电压上限，造成电网电能质量下降，影响电网安全稳定运行。这就需要通过发电机进相运行来吸收电网中多余的无功，以降低电网运行电压，保证电网电压在安全稳定运行范围内。
附图说明
图1为某实际电网，在电网稳定运行至2s时，发电机G1和发电机G2分别吸收无功50Mvar时，电网中观察节点母线电压曲线。
图2为发电机G1和发电机G2不同进相能力分配时，对观察节点母线电压影响。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
以某一实际电网作为实际仿真模型，其中发电机G1和G2额定功率均为300MW，考虑发电机定子边段铁芯和金属结构件的温度、系统电压、功角稳定和系统静态稳定极限等因素的影响，G1和G2额定功率运行时最大进相能力均为60Mvar。电网中观察节点额定电压为500kV，当电网正常运行至1s时无功功率过剩，需要发电机吸收80Mvar的无功功率，这就需要两台发电机对进相容量进相分配，以保证电网运行电压能较快降低，保证系统安全稳定运行。
分别计算出发电机G1和G2的进相影响因子，发电机G1和发电机G2分别进相50Mvar运行时，电网中已选节点母线电压曲线如图1所示，其中这两台发电机的进相影响因子ρ如表1所示。
表1进相影响因子
| 直流 | 进相影响因子 |
| 发电机G1 | 0.006 |
| 发电机G2 | 0.001 |
由表1可知，发电机G1的进相影响因子较大，且由图1中的对比可知，发电机G1进相运行时，能更有效降低已选节点电压。
当电网运行电压升高，需要发电机吸收80Mvar无功功率时，通过两种情况来分析不同的进相能力分配对观察节点母线电压的影响。方案一是发电机G1和发电机G2分别进相40Mvar运行；方案二是发电机按最大进相能力运行，发电机G1进相60Mvar运行，发电机G2进相20Mvar运行，发电机所吸收无功分配后的已选节点母线电压曲线如图2所示。
由图2可知，方案二运行工况时，对观察节点电压的改变量要大于方案一运行工况，这与根据表1得到的结论相吻合。鉴于发电机G1最大进相能力为60Mvar，故而分配结果是发电机G1进相60Mvar运行，发电机G2进相20Mvar运行。有此可得出结论：在保证发电机G1最大进相能力的基础上，尽可能多吸收电网中无功，剩余的无功分配给另一台发电机。
最终的仿真结果与本发明的思路相一致，当电网中无功过剩，但单凭某一台发电机进相运行无法满足降低电网运行电压需求时，需要多台发电机进相能力分配。对观察节点母线电压敏感的发电机在保证最大进相能力的基础上尽可能多吸收无功，这样在能更有效的降低运行电压，保证了电网安全稳定运行。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (3)
1.一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)取网络内某一母线节点作为观察节点，观察已选节点母线电压下降量；
步骤(1)中，当某一区域网络内有多台发电机运行时，各发电机分别进相运行，在吸收单位无功功率时，取网络内某一母线节点作为观察节点；考虑发电机定子边段铁芯和金属结构件的温度、系统电压、功角稳定和系统静态稳定极限的影响，确定发电机的额定功率运行时最大进相能力；
(2)根据不同发电机吸收相同无功功率，对应观察节点母线电压下降量，求得不同发电机进相影响因子；
所述发电机进相影响因子的值为观察节点母线电压下降量与发电机进相运行时吸收无功功率的比值；
(3)根据发电机进相影响因子的大小排序，并根据此排序分配进相需吸收的无功功率；
对观察节点母线电压敏感的发电机在保证最大进相能力的基础上多吸收无功，按最大进相能力运行。
2.如权利要求1所述的一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法，其特征是：步骤(2)中，发电机进相影响因子为在发电机吸收单位无功功率时，观察节点母线电压的下降量大小。
3.如权利要求1所述的一种考虑发电机最大进相能力的多机进相方法，其特征是：步骤(3)中，分配时每台发电机的分配值不应超过其最大进相能力。
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