CN108649586A - 一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法 - Google Patents

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王吉庆
严浩军
郭高鹏
张洁
豆书亮
汪雅静
康家乐
姚艳
任雷
王文政
张志刚
岑银伟
许家玉
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Abstract

本发明公开了一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法，包括步骤：1）通过在线计算，实时监测风电系统各节点的局部电压稳定指标（L指标）；2）设置一个门槛值L G ，剔除掉L指标小于L G 的节点，选择指标值最大的节点作为电压危险节点；3）设置局部电压稳定指标的目标值L T ，计算能够使得电压危险节点电压稳定的无功补偿节点的无功补偿量。本发明能够计算有效防止电压失稳的无功补偿量，提高含风电电力系统的电压稳定性。

Description

一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法。
背景技术
有风电接入的电力系统常常面临风电波动造成的电压不稳定、频率不稳定。为了保证风电接入系统的稳定性，往往需要适当的补偿无功功率以提高电压稳定性。
当前电力系统中，主要根据经验或是电压值大小决定无功补偿量。上述方法以电压值满足要求为目标进行无功补偿，不能有效提高电压稳定性。因此，针对有风电接入的电力系统，需要设计一种能够有效防止电压失稳的无功补偿量计算方法，来提高含风电电力系统的电压稳定性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法，根据广域动态信息系统实测网络阻抗信息、潮流信息以及电压电流信息，通过实时计算得到能够使得电压危险节点电压稳定的无功联合补偿量。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据广域动态信息系统实测电压、电流量，通过在线计算，实时监测风电接入系统各节点的局部电压稳定指标；
步骤S2：设置一个门槛值LG，剔除掉局部电压稳定指标值小于LG的节点，选择指标值最大的节点作为电压危险节点；
步骤S3：设置局部电压稳定指标的目标值LT，计算能够使得电压危险节点电压稳定的平均分配的无功补偿量ΔQ：
其中：j为电压危险节点的节点号；k为无功补偿节点号；i为负荷节点号；
LC为电压危险节点的局部电压稳定指标的当前值；
LT为电压危险节点的局部电压稳定指标的目标值；
为节点导纳矩阵逆矩阵第j行第i列元素的共轭；
Si为节点i的负荷值；
β为无功补偿节点集；
αL为网络中的负荷节点集；
Vj为节点j的当前电压值；为节点i的当前电压相量；
Qk为节点k的无功补偿量。
与现有技术相比，本发明具有有益效果：通过实时计算得到能够使得电压危险节点电压稳定的无功联合补偿量，有效防止电压失稳，提高含风电电力系统的电压稳定性。
附图说明
图1是本发明一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的IEEE14节点图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据广域动态信息系统实测电压、电流量，通过在线计算，实时监测风电接入系统各节点的局部电压稳定指标(L指标)；
步骤S2：设置一个门槛值LG，剔除掉局部电压稳定指标值小于LG的节点，选择指标值最大的节点作为电压危险节点；
步骤S3：设置局部电压稳定指标的目标值LT，计算能够使得电压危险节点电压稳定的平均分配的无功补偿量ΔQ：
其中：j为电压危险节点的节点号；k为无功补偿节点号；i为负荷节点号；
LC为电压危险节点的局部电压稳定指标的当前值；
LT为电压危险节点的局部电压稳定指标的目标值；
为节点导纳矩阵逆矩阵第j行第i列元素的共轭；
Si为节点i的负荷值；
β为无功补偿节点集；
αL为网络中的负荷节点集；
Vj为节点j的当前电压值；为节点i的当前电压相量；
Qk为节点k的无功补偿量。
计算实例选择IEEE14节点系统，如图2所示，其参数见表1-表7，节点4注入400MW风电功率。某时刻，风电功率发生向下150MW。
表1
支路号 首末端母线号 支路电阻 支路电抗 1/2充电电容电纳
1 1-2 0.01938 0.05917 0.02640
2 2-3 0.04699 0.01979 0.02190
3 2-4 0.05811 0.17632 0.01870
4 1-5 0.05403 0.22304 0.02460
5 2-5 0.05695 017388 0.01700
6 3-4 0.06701 0.17103 0.01730
7 4-5 0.01335 0.04211 0.00640
8 7-8 0.0000 0.17615 0.00000
9 7-9 0.0000 0.11001 0.00000
10 9-10 0.03181 0.08450 0.00000
11 6-11 0.09498 0.19890 0.00000
12 6-12 0.12291 0.15581 0.00000
13 6-13 0.06615 0.13027 0.00000
14 9-14 0.12711 0.27038 0.00000
15 10-11 0.08205 0.19207 0.00000
16 12-13 0.22092 0.19988 0.00000
17 13-14 0.17093 0.34802 0.00000
18 5-6 0.0000 0.25202 0.00000
19 4-7 0.0000 0.20912 0.00000
20 4-9 0.0000 0.55618 0.00000
表2
表3
母线号 电纳
9 0.19
表4
母线号 有功 无功
2 21.7 12.7
3 94.2 19.0
4 47.8 -3.90
5 7.6 1.6
6 11.2 7.5
9 29.5 16.6
10 9 5.8
11 3.5 1.8
12 6.1 1.6
13 13.5 5.8
14 14.9 5.0
表5
母线号 电压 有功
1 1.06 230
2 1.045 40
表6
表7
第一步：通过在线计算，实时监测风电接入系统各节点的L指标，其结果如表8所示；
表8
节点序号 L指标
4 0.0584
5 0.0364
9 0.2917
10 0.2496
11 0.1300
12 0.1336
13 0.1878
14 0.7547
第二步：设置一个门槛值LG＝0.72，剔除掉L指标小于LG的节点，选择L指标最大的节点14作为电压危险节点；
第三步：设置无功补偿器在节点9和11，设置一个L指标的目标值LT＝0.72，计算得到节点9和11能够使得电压稳定的无功补偿量分别为8Mvar和8Mvar。补偿后，L指标计算结果如表9所示；
表9
节点序号 L指标
4 0.0529
5 0.0330
9 0.2755
10 0.2357
11 0.1218
12 0.1304
13 0.1822
14 0.7138
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种考虑风电接入的系统无功补偿量分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：根据广域动态信息系统实测电压、电流量，通过在线计算，实时监测风电接入系统各节点的局部电压稳定指标；
步骤S2：设置一个门槛值L G ，剔除掉局部电压稳定指标值小于L G 的节点，选择指标值最大的节点作为电压危险节点；
步骤S3：设置局部电压稳定指标的目标值L T ，计算能够使得电压危险节点电压稳定的平均分配的无功补偿量：
其中：j为电压危险节点的节点号；k为无功补偿节点号；i为负荷节点号；
L C 为电压危险节点的局部电压稳定指标的当前值；
L T 为电压危险节点的局部电压稳定指标的目标值；
为节点导纳矩阵逆矩阵第j行第i列元素的共轭；
S i 为节点i的负荷值；
为无功补偿节点集；
为网络中的负荷节点集；
V j 为节点j的当前电压值；为节点i的当前电压相量；
Q k 为节点k的无功补偿量。
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