CN108736486A - 一种考虑风电接入的系统无功补偿地点选择方法 - Google Patents

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马益平
王吉庆
郭高鹏
豆书亮
汪雅静
康家乐
舒恺
方佳良
张志刚
岑银伟
臧兴海
方云辉
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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地点选择方法，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，得到电压危险节点；3）计算各个可能的无功补偿节点的无功对电压危险节点L指标的灵敏度R i ；4）设置一个门槛值R G ，剔除掉R指标小于R G 的节点，得到合适的无功补偿地点。本发明能够有效防止电压失稳，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地点选择方法
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地点选择方法。
背景技术
含风电系统常常面临风电波动造成的电压不稳定。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防止电压崩溃。
当前电力系统中，对于含风电接入的电力系统，主要根据经验或是电压值大小决定无功补偿的地点。上述方法以电压值满足要求为目标进行无功补偿地点的选择，不能有效防止电压崩溃。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地点选择方法，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地点选择方法，利用多端口戴维南等效的原理，根据广域动态信息系统实测网络阻抗信息以及潮流信息，计算反映电压危险节点与无功补偿节点联系密切程度的指标R，通过排序筛选，得到有效的无功补偿地点。
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地点选择方法，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值；
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，得到电压危险节点；
步骤S3：计算各个预选的无功补偿节点的无功对电压危险节点局部电压稳定指标的灵敏度Ri；
其中：
i为预选的无功补偿节点的节点号；j为电压危险节点的节点号；
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；
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；
Qi为节点i的无功补偿量；
步骤S4：将计算的灵敏度标幺化，得到预选的无功补偿节点的R′指标：
其中：
R′i为节点i的R′指标值；
Rmax为计算的灵敏度中的最大值；
步骤S5：设置一个门槛值R'G，剔除掉R'指标值小于R'G的节点，并将R'指标值按照从大到小的顺序进行排序，得到合适的无功补偿节点。
与现有技术相比，本发明具有有益效果：通过实时计算得到合适的无功补偿地点，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地点选择方法的流程示意图；
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地点选择方法，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)值并进行排序；
步骤S2：设置一个门槛值LG，剔除掉L指标小于LG的节点，得到电压危险节点；
步骤S3：计算各个预选的无功补偿节点的无功对电压危险节点L指标的灵敏度Ri；
其中：
i为预选的无功补偿节点的节点号；j为电压危险节点的节点号；
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；
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；
Qi为节点i的无功补偿量；
步骤S4：将计算的灵敏度标幺化，得到预选的无功补偿节点的R′指标：
其中：
R′i为节点i的R′指标值；
Rmax为计算的灵敏度中的最大值；
步骤S5：设置一个门槛值R'G，剔除掉R'指标值小于R'G的节点，并将R'指标值按照从大到小的顺序进行排序，得到合适的无功补偿节点。
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500MW风电功率。某时刻，风电功率发生向下100MW。
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指标并进行排序,其结果如表8所示；
表8
节点序号 L指标
4 0.1014
5 0.0613
9 0.2471
10 0.2127
11 0.1113
12 0.1279
13 0.1794
14 0.6652
第二步：设置一个门槛值LG＝0.6，剔除掉L指标小于LG的节点，得到电压危险节点节点14；
第三步：各可能无功补偿节点为节点4、9、10，计算各个可能的无功补偿节点的无功对电压危险节点L指标的灵敏度R，并将R指标标幺化，得到R’指标，如表9所示；
表9
节点序号 R指标
4 1
9 0.817
10 0.455
第四步：设置一个门槛值R′G＝0.9，剔除掉R′指标小于R′G的节点，并将该指标按照从大到小的顺序进行排序，得到合适的无功补偿地点节点4。
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地点选择方法，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值；
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，得到电压危险节点；
步骤S3：计算各个预选的无功补偿节点的无功对电压危险节点局部电压稳定指标的灵敏度R i ；
其中：
i为预选的无功补偿节点的节点号；j为电压危险节点的节点号；
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 i 为节点i的无功补偿量；
步骤S4：将计算的灵敏度标幺化，得到预选的无功补偿节点的指标：
其中：
为节点i的指标值；
R max 为计算的灵敏度中的最大值；
步骤S5：设置一个门槛值，剔除掉指标值小于的节点，并将指标值按照从大到小的顺序进行排序，得到合适的无功补偿节点。
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