CN110854871A - 一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法 - Google Patents

一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,包括以下步骤:获取发生故障时暂态电压失稳状态;判定暂态电压失稳的进程;预留母线调节的时间;通过连续失稳状态的判定下对应的暂态电压判断失稳状态的功率损失;在预留母线调节的时间范围以及电机的损失功率下判定补偿电压以及功率;判定补偿母线;补偿母线向电网系统发生暂态电压失稳的电机组补偿失稳电压以及失稳功率;若判定作为主要电流负荷的母线中对应的电压值能够逐渐回复时,则判定该事故后暂态回稳;判定系统回复暂态电压稳定,发电系统进入稳定状态;判断电网进入稳态,本发明直接利用电机的无功功率进行功率补充,使得无功功率与输出功率能够实时对应,减少资源浪费。

Description

一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法
技术领域
本发明涉及新能源电网领域,尤其涉及一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法。
背景技术
基于能源资源和负荷需求逆向分布的国情,国家电网公司提出了建设“发展特高压交流输电,建设坚强国家电网”的战略目标,特高压电网具有远距离、大规模、高效率等特点,促进大煤电、大水电、大核电、大可再生能源基地的开发,对实现全国范围内的资源优化配置具有重要意义。特高压交流输电线路电压等级高,单位长度的线路电容产生的容性充电功率显著增加,当线路末端空载或者轻再时,线路末端会产生电压升高现象。当线路故障后将产生过电压,同样会对设备或者系统的安全稳定带来危害。随着特高压输电工程建设不断增加,电网传输的电能将大大提高,同时电网传输的电量有可能随时会发生变化,对线路的无功功率平衡和电压的有效控制提出了更高的要求。
一般来讲,电压稳定问题普遍在负荷比较大的地区电网存在,但随着送端电网中光伏、风电等新能源大规模并网,从而挤压替代了大量的常规电源,导致电网动态无功支撑能力大大下降,如我国西北地区海西电网,存在百万千瓦级光伏基地,而网内仅有少量的同步机电源,使得本地区的电压稳定问题比较突出,在发生特高压直流连续换相失败等大扰动冲击下暂态过程中负荷节点电压难以恢复,给系统安全稳定运行带来不利影响。
调相机作为一种大容量、快速动态无功补偿设备,已在我国多馈入特高压直流受端电网得到应用,为抑制直流换相失败、提高受端电网电压稳定水平起到了良好的效果。目前,关于提高暂态电压稳定水平的动态无功优化配置研究大多集中在基于故障后极限切除时间、暂态电压跌落及可接受性指标、轨迹灵敏度的安装地点优化,对配置容量的优化选取研究仅以满足电网暂态稳定标准为衡量指标,从电网经济性投入方面考虑较少,缺乏预防控制和紧急控制的协调,可能导致资源浪费。
发明内容
发明目的:
针对目前,关于提高暂态电压稳定水平的动态无功优化配置研究大多集中在基于故障后极限切除时间、暂态电压跌落及可接受性指标、轨迹灵敏度的安装地点优化,对配置容量的优化选取研究仅以满足电网暂态稳定标准为衡量指标,从电网经济性投入方面考虑较少,缺乏预防控制和紧急控制的协调,可能导致资源浪费的问题,本发明提供一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法。
技术方案:
一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,包括以下步骤:
获取发生故障时暂态电压失稳状态;
通过暂态电压失稳的连续失稳状态判定暂态电压失稳的进程;
根据暂态电压失稳的进程预留母线调节的时间;
通过连续失稳状态的判定下对应的暂态电压判断失稳状态的功率损失;
在预留母线调节的时间范围以及电机的损失功率下判定补偿电压以及功率;
通过补偿功率值判定与补偿功率值具有相应的平均功率值的直流母线,该直流母线作为补偿母线;
由补偿母线确认调相机,补偿母线向电网系统发生暂态电压失稳的电机组补偿失稳电压以及失稳功率;
在接入补偿功率后,若判定作为主要电流负荷的母线中对应的电压值能够逐渐回复时,则判定该事故后暂态回稳;
在补偿母线进行功率补充时,若判定失稳电机之间回复至同步状态,进而判定系统回复暂态电压稳定,发电系统进入稳定状态;
判定变频器输出的直流电压进入稳态后,判断电网进入稳态。
作为本发明的一种优选方式,对于所述暂态电压失稳的进程,通过对丧失同步状态的电机之间电压值以及功率值的差值判定故障位置失去同步的电机组的电压以及功率的损失速率。
作为本发明的一种优选方式,针对电压的损失,当所述调相机通过补偿母线进行电机调相时,通过未发生故障的电机与发生故障的电机暂态相角差计算相角损失,所述调相机通过相角损失的大小补充对应相角的电压。
作为本发明的一种优选方式,针对功率的损失,当所述调相机通过补偿母线进行电机调相时,通过发生故障的电机暂态功率的大小与电网系统中该电机处在的电机组原本的功率对比,计算出发生故障的电机暂态功率的损失情况,所述调相机针对暂态功率损失状况在补充损失的暂态功率条件下进行额外的功率补充。
作为本发明的一种优选方式,当所述调相机通过所述补偿母线进行功率补偿时,所述补偿母线利用电机组的无功功率进行故障电机的功率补偿;
所述补偿母线利用电机组的反馈能量对所述故障电机对应的输出功率进行补偿。
作为本发明的一种优选方式,对于电机组,每个电机的感性负载都串联一个电抗器并且并联一个电容器,所述电容器与电机之间设置有断路器,所述电抗器用于控制电机的无功功率,所述电容器与所述断路器一同控制电机的无功功率减小;
所述电抗器可控,所述电抗器连接所述控制芯片,当所述控制芯片控制断路器关闭时,同时控制所述电抗器释放部分无功功率。
作为本发明的一种优选方式,对于电网中的电机,均设置有控制芯片,所述控制芯片连接所述断路器,电网系统设定实时检测装置,实时检测装置检测电机输出电压以及功率;
所述实时检测装置同步发生故障的电机,并获取电机组;
所述实时检测装置同步故障电机的控制芯片,所述控制芯片关闭断路器,与所述断路器连接的电容器接入电机感性负载,电机无功功率降低;
所述调相机利用补偿母线获取电机无功功率降低的部分,并对主要电流负荷的母线进行功率补偿。
作为本发明的一种优选方式,电机设置时,通过所述电容器以及所述电抗器调整电机以及电机组的无功功率,无功功率预留阈值范围,预留的无功功率用于补偿母线进行功率补偿。
作为本发明的一种优选方式,对于判定系统回复暂态电压稳定,包括以下步骤:
在补偿母线进行功率补偿以及电压补偿时,维持恒定的功率补偿值以及电压补偿值;
检测变频器输出直流电压的电压值处于稳步上升时,判定系统逐渐回复至稳定状态;
检测变频器输出直流电压的当前电压值达到故障前电压值的一定比例时,调相机撤除补偿母线,调相机继续对故障电机进行电压调整。
作为本发明的一种优选方式,补偿母线连接电机组,补偿母线获取电机能量反馈时,对电机组中所有电机进行无功功率的获取。
本发明实现以下有益效果:
1.本发明直接利用电机的无功功率进行功率补充,使得故障电机在发生故障时电机的输出功率对应的无功功率的额外值能够得到应用,因总功率=无功功率+有功功率,无功功率与电机本身相关,每个暂态中总功率一定,无功功率减少有功功率增加,有功功率增加的部分就是无功功率得到应用;并在暂态电压回稳即电机输出电压回稳的过程中通过并联电容器以及降低电抗器的电抗减少无功功率的额外使用,使得无功功率与输出功率能够实时对应,减少资源浪费。
2.通过电网系统中电机组的内部调整,即通过在故障电机出接入补偿母线进行电压与功率补充以及接入调相机调整故障电机的相角至与正常电机的相角一致,使得电机组中存在暂态稳定与暂态失稳的平衡,使得暂态失稳后回稳的过程变得快速。
3.利用补偿母线对故障电压直接进行补偿,在调相机开始调相前,通过减小电抗器电抗使得无功功率所消耗的电压值降低,从而便于补偿母线获得电压,使得故障电机的暂态电压不会快速跌落,从而保证暂态失稳后的电压也能保持一定的稳定性,进而使得电压回稳变得更加的快速。
4.利用电抗器与电容器的调整,即在电网系统出现故障后利用控制芯片减小电抗器的电抗以及将电容器并联至电机的感性负载,从而使得电机已消耗的无功功率减小,并通过补偿母线获取减小部分的无功功率,增加了电网系统的预防控制和紧急控制的协调。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明提供的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法的主要步骤图;
图2为本发明提供的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法的利用无功功率的补偿步骤图;
图3为本发明提供的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法的回稳状态的判定图;
图4为本发明提供的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法的系统框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参考图1-4,一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,包括以下步骤:
获取发生故障时暂态电压失稳状态;
通过暂态电压失稳的连续失稳状态判定暂态电压失稳的进程;
根据暂态电压失稳的进程预留母线调节的时间;
通过连续失稳状态的判定下对应的暂态电压判断失稳状态的功率损失;
在预留母线调节的时间范围以及电机的损失功率下判定补偿电压以及功率;
通过补偿功率值判定与补偿功率值具有相应的平均功率值的直流母线,该直流母线作为补偿母线1;
由补偿母线1确认调相机2,补偿母线1向电网系统发生暂态电压失稳的电机组补偿失稳电压以及失稳功率;
在接入补偿功率后,若判定作为主要电流负荷的母线中对应的电压值能够逐渐回复时,则判定该事故后暂态回稳;
在补偿母线1进行功率补充时,若判定失稳电机之间回复至同步状态,进而判定系统回复暂态电压稳定,发电系统进入稳定状态;
判定变频器3输出的直流电压进入稳态后,判断电网进入稳态。
作为本发明的一种优选方式,对于所述暂态电压失稳的进程,通过对丧失同步状态的电机之间电压值以及功率值的差值判定故障位置失去同步的电机组的电压以及功率的损失速率。
作为本发明的一种优选方式,针对电压的损失,当所述调相机2通过补偿母线1进行电机调相时,通过未发生故障的电机与发生故障的电机暂态相角差计算相角损失,所述调相机2通过相角损失的大小补充对应相角的电压。
作为本发明的一种优选方式,针对功率的损失,当所述调相机2通过补偿母线1进行电机调相时,通过发生故障的电机暂态功率的大小与电网系统中该电机处在的电机组原本的功率对比,计算出发生故障的电机暂态功率的损失情况,所述调相机2针对暂态功率损失状况在补充损失的暂态功率条件下进行额外的功率补充。
作为本发明的一种优选方式,当所述调相机2通过所述补偿母线1进行功率补偿时,所述补偿母线1利用电机组的无功功率进行故障电机的功率补偿。
所述补偿母线1利用电机组的反馈能量对所述故障电机对应的输出功率进行补偿。
作为本发明的一种优选方式,对于电机组,每个电机的感性负载4都串联一个电抗器5并且并联一个电容器6,所述电容器6与电机之间设置有断路器7,所述电抗器5用于控制电机的无功功率,所述电容器6与所述断路器7一同控制电机的无功功率减小。
所述电抗器5可控,所述电抗器5连接所述控制芯片8,当所述控制芯片8控制断路器7关闭时,同时控制所述电抗器5释放部分无功功率。
作为本发明的一种优选方式,对于电网中的电机,均设置有控制芯片8,所述控制芯片8连接所述断路器7,电网系统设定实时检测装置,实时检测装置检测电机输出电压以及功率。
所述实时检测装置同步发生故障的电机,并获取电机组。
所述实时检测装置同步故障电机的控制芯片8,所述控制芯片8关闭断路器7,与所述断路器7连接的电容器6接入电机感性负载4,电机无功功率降低。
所述调相机2利用补偿母线1获取电机无功功率降低的部分,并对主要电流负荷的母线进行功率补偿。
作为本发明的一种优选方式,电机设置时,通过所述电容器6以及所述电抗器5调整电机以及电机组的无功功率,无功功率预留阈值范围,预留的无功功率用于补偿母线1进行功率补偿。
作为本发明的一种优选方式,对于判定系统回复暂态电压稳定,包括以下步骤:
在补偿母线1进行功率补偿以及电压补偿时,维持恒定的功率补偿值以及电压补偿值。
检测变频器3输出直流电压的电压值处于稳步上升时,判定系统逐渐回复至稳定状态。
检测变频器3输出直流电压的当前电压值达到故障前电压值的一定比例时,调相机2撤除补偿母线1,调相机2继续对故障电机进行电压调整。
作为本发明的一种优选方式,补偿母线1连接电机组,补偿母线1获取电机能量反馈时,对电机组中所有电机进行无功功率的获取。
在具体实施过程中,当电网系统中的一个电机发生故障时,电机产生振荡,产生故障的电机所在的电机组发生电机失去同步的现象,电机失去同步导致电网系统输出的电压产生暂态失稳的状况。对于暂态失稳的电机组,可以直接通过输出电压以及输出的功率进行失稳状态的判断。
在一个电机组中,若产生故障振荡,则相当于电机组中的电机之间出现丧失同步状态的情况,在电机之间丧失同步状态时,整个电机组就会产生输出功率以及输出电压的振荡,输出电压在振荡后会在不同步的状态下保持稳定,而振荡会导致故障电机的无功功率增加,导致输出功率逐渐降低,记为暂态电压失稳的进程,丧失同步状态的电机与正常点击之间的电压值的差值以及功率的差值确定电压值以及功率确认每个暂态下的电压损失值以及功率损失值。
系统发生故障时,暂态电压失稳,故障电机的相角与未发生故障的电机的相角产生一定差值,持续震荡的过程中,该差值会以一定的幅度增大,因此,调相机2在对故障电机进行电压补偿时,以与故障电机相同增大幅度的相角对持续振荡过程中,电压差值的增幅值进行补充,进而再对故障初始状态下,故障电机相较于正常电机损失的相角进行电压补充,从而使得故障电机的电压得到正向的补偿。
对于电压补偿,系统在进行供电时,对供电时每个暂态进行电压以及功率测定,可以通过实际输出电压公式E0=Asin(2πf0t+α0)进行电压与初始相角、当前相角的判定,其中,对于实际输出电压公式E0=Asin(2πf0t+α0),α0系统工作的初始相位、E0为当前的电压值、f0为当前时间下系统的工作频率、t为当前时间,因此,可以通过方便检测的E0、f0、t以及α0计算得到当前的相角大小,即2πf0t+α0的大小,并与原本未产生故障的电机当前应该具有的相角的大小进行比较,并计算得到差值;在每个暂态下,都进行上述的计算,并对每个暂态下故障电机的相角与未故障电机的相角之间进行差值的增幅的测定,从而可以得知故障电机需要进行的电压的补偿数值。
在电压失稳的过程中,针对调整补偿母线1连接至故障电机组以及故障电机组内的故障电机所需的时间,以及调相机2通过补偿母线1进行功率补偿以及部分的电压补偿前所需要的时间,预留一个母线调节时间。根据上述计算得到的电压失稳的数值以及所需要的补偿电压的数值,在补偿电压开始对故障电机进行补偿时到故障电机回到暂态稳定的时间段内,故障电机仍旧处于失稳的状态。
在失稳过程中,电压受到振荡,故障电机的电压和未故障电机的电压之间的相角差会逐渐的增大,直到故障电机受到振荡后达到非同步的稳定状态下;在故障电机的电压达到非同步的稳定的时间便作为母线调节时间。系统必须在预留母线调节时间内进行电压以及功率的补偿。
在电压损失与功率损失确认后,以与电压损失相同的判定方法判定功率损失所需的功率补偿值,通过电压补偿值与功率补偿值的大小判断出所需要的补偿母线1,补偿母线1具有一定的电压输出以及功率输出的额定值,因此,通过补偿母线1的额定值对调相机2能够起到限定的作用,同时,由于补偿母线1的额定值的存在,会对后续获取无功功率进行限定,不会使得补偿母线1获取的无功功率过大导致系统产生无功功率过少而导致的系统影响。
通过故障后决定开始补偿时的功率与故障前的功率的差值以及上述的预留母线调节时间可以计算出在预留母线的调节时间内功率补偿的速度,该补偿速度为在抵消每个暂态下电机损失的功率,因而,还需要额外补偿一定的额外功率,才能使得电机组的功率回到原本未发生故障的状态下。
该额外功率可以通过开始进行功率补偿时电机组具有的功率与未发生故障时的功率的差值计算得出。
在进行补偿的过程中,为了使得补偿的速度变快,可以通过获取电机组的无功功率进行功率的加速。在需要无功功率时,控制芯片8控制电抗器5减小电抗,使得电抗器5消耗的功率减小,从而使得无功功率减小;当控制芯片8控制电抗器5减小到电抗器5在电机环境下的最低电抗值时,若仍旧无法提供足量的无功功率,则控制芯片8控制断路器7关闭,断路器7关闭后,被断路器7断开的电容器6与电机感性负载4被连接,从而使得电机内的无功功率减小,从而消耗的无功功率减小,无功功率减小的部分被补偿母线1用来补偿电机损失的功率值,主要体现为补偿母线1直接连至主要电流负荷的母线并对主要电流符合的母线进行直流补偿。
在进行电机时,可以在电机组中预留一定的无功功率,预留的无功功率会平均分布至电机组的电机中,在进行无功功率补偿损失功率的进程中,非故障的电机会将分配的预留无功功率提供至补偿母线1,而故障的电机会在本身上获取预留无功功率以外的无功功率,从而进行损失功率的补偿。针对故障电机,通过实时监测装置能够检测到电机输出的电压以及功率,通过检测得到的电压以及功率并对电压以及功率进行判定,通过电机组之间的对比判定产生故障的电机组,再通过电机组内部电机之间的对比判定故障电机。
在补偿母线1进行功率补偿以及电压补偿时,维持恒定的功率补偿值以及电压补偿值;检测变频器3输出直流电压的电压值处于稳步上升时,判定系统逐渐回复至稳定状态;检测变频器3输出直流电压的当前电压值达到故障前电压值的一定比例时,调相机2撤除补偿母线1,调相机2继续对故障电机进行电压调整。对于补偿母线1获取的电机能量反馈,即电机无功功率做功时产生的能量,补偿母线1通过该部分能量获取补偿功率。
以一个具体情况进行举例,电网系统中的一个电机组的输出电压为4kV,电机组中有4个电机,每个电机输出电压为1kV,当一个电机出现故障时,例如振荡后相位角的差值为π/2,则电压的相角差就是π/2,于是,对于故障电机而言,可以将故障时间点的相位角作为故障初始相位角。
对于调相机而言,首要的目标就是补充故障电机的相角差,而故障电机的故障时间的初始相位角相较于正常电机差了π/2,因此,调相机对故障电机附加一个相位角差为3π/2的电压,将故障电压补偿为2π,从而使得故障电压从振荡状态恢复至与正常电机一致的状态。
在补偿母线连接故障电机与电机组的变频器后,由于输入变频器的电压为交变电压,因此补偿母线可以直接将以交变电压生成的功率传输至变频器中。在电机发生故障前,若电机的有功功率为120kW、无功功率为40kW,则发生振荡后,根据实际情况,电压会产生一定的衰退,假设在产生π/2的相位差的情况下,故障电机的输出电压衰退至0.8kV,则衰退值为0.2kV,则理想状态下功率衰退至78.4kW。
因此,理想状态下功率衰退值为41.6kW,补偿母线以及调相机需要向变频器额外补偿41.6kW的功率,而无功功率有40kW,在保证电机正常运行的状况下,电机可以通过控制芯片减小电抗器的电抗以及将电容器并联至电机的感性负载,从而使得电机已消耗的无功功率减小,并通过补偿母线获取减小部分的无功功率,例如减小20kW的无功功率,将减小的该部分20kW的无功功率作为有功功率进行补偿,而调相机在进行电压补偿时同时也进行这功率补偿,由于调相机在处理故障期间是处于一个确定的状态的,因此在调相机进行电压、功率补偿的进程中,根据变频器输出功率以及输出电压的改变,控制芯片相应的降低无功功率的减小状况,从而使得补偿母线与调相机之间存在协调。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取发生故障时暂态电压失稳状态;
通过暂态电压失稳的连续失稳状态判定暂态电压失稳的进程;
根据暂态电压失稳的进程预留母线调节的时间;
通过连续失稳状态的判定下对应的暂态电压判断失稳状态的功率损失;
在预留母线调节的时间范围以及电机的损失功率下判定补偿电压以及功率;
通过补偿功率值判定与补偿功率值具有相应的平均功率值的直流母线,该直流母线作为补偿母线;
由补偿母线确认调相机,补偿母线向电网系统发生暂态电压失稳的电机组补偿失稳电压以及失稳功率;
在接入补偿功率后,若判定作为主要电流负荷的母线中对应的电压值能够逐渐回复时,则判定该事故后暂态回稳;
在补偿母线进行功率补充时,若判定失稳电机之间回复至同步状态,进而判定系统回复暂态电压稳定,发电系统进入稳定状态;
判定变频器输出的直流电压进入稳态后,判断电网进入稳态。
2.根据权利要求1所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:对于所述暂态电压失稳的进程,通过对丧失同步状态的电机之间电压值以及功率值的差值判定故障位置失去同步的电机组的电压以及功率的损失速率。
3.根据权利要求2所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:针对电压的损失,当所述调相机通过补偿母线进行电机调相时,通过未发生故障的电机与发生故障的电机暂态相角差计算相角损失,所述调相机通过相角损失的大小补充对应相角的电压。
4.根据权利要求2所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:针对功率的损失,当所述调相机通过补偿母线进行电机调相时,通过发生故障的电机暂态功率的大小与电网系统中该电机处在的电机组原本的功率对比,计算出发生故障的电机暂态功率的损失情况,所述调相机针对暂态功率损失状况在补充损失的暂态功率条件下进行额外的功率补充。
5.根据权利要求1所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:当所述调相机通过所述补偿母线进行功率补偿时,所述补偿母线利用电机组的无功功率进行故障电机的功率补偿;
所述补偿母线利用电机组的反馈能量对所述故障电机对应的输出功率进行补偿。
6.根据权利要求5所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:对于电机组,每个电机的感性负载都串联一个电抗器并且并联一个电容器,所述电容器与电机之间设置有断路器,所述电抗器用于控制电机的无功功率,所述电容器与所述断路器一同控制电机的无功功率减小;
所述电抗器可控,所述电抗器连接所述控制芯片,当所述控制芯片控制断路器关闭时,同时控制所述电抗器释放部分无功功率。
7.根据权利要求6所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:对于电网中的电机,均设置有控制芯片,所述控制芯片连接所述断路器,电网系统设定实时检测装置,实时检测装置检测电机输出电压以及功率;
所述实时检测装置同步发生故障的电机,并获取电机组;
所述实时检测装置同步故障电机的控制芯片,所述控制芯片关闭断路器,与所述断路器连接的电容器接入电机感性负载,电机无功功率降低;
所述调相机利用补偿母线获取电机无功功率降低的部分,并对主要电流负荷的母线进行功率补偿。
8.根据权利要求7所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:电机设置时,通过所述电容器以及所述电抗器调整电机以及电机组的无功功率,无功功率预留阈值范围,预留的无功功率用于补偿母线进行功率补偿。
9.根据权利要求1所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:对于判定系统回复暂态电压稳定,包括以下步骤:
在补偿母线进行功率补偿以及电压补偿时,维持恒定的功率补偿值以及电压补偿值;
检测变频器输出直流电压的电压值处于稳步上升时,判定系统逐渐回复至稳定状态;
检测变频器输出直流电压的当前电压值达到故障前电压值的一定比例时,调相机撤除补偿母线,调相机继续对故障电机进行电压调整。
10.根据权利要求1所述的一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法,其特征在于:补偿母线连接电机组,补偿母线获取电机能量反馈时,对电机组中所有电机进行无功功率的获取。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537839A (zh) * 2020-06-10 2020-08-14 河海大学 适用于高比例新能源送端电网的暂态电压安全性评估方法及安全性评估系统
CN113572191A (zh) * 2021-08-02 2021-10-29 国网经济技术研究院有限公司 大规模新能源直流外送系统分布式调相机配置方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07163053A (ja) * 1993-12-09 1995-06-23 Toshiba Corp 電力系統監視方式
CN105375524A (zh) * 2015-12-07 2016-03-02 中国电力科学研究院 一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法
CN107947215A (zh) * 2017-11-09 2018-04-20 国网江苏省电力有限公司检修分公司 高压直流输电线路经同步调相机补偿后的快速稳压控制方法
CN108599174A (zh) * 2018-04-18 2018-09-28 国电南瑞科技股份有限公司 一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法
CN108964073A (zh) * 2018-06-04 2018-12-07 国家电网公司华中分部 一种基于调相机的多目标无功电压协调控制方法及系统
CN109638870A (zh) * 2018-12-22 2019-04-16 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种特高压直流送端电网的调相机配置方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07163053A (ja) * 1993-12-09 1995-06-23 Toshiba Corp 電力系統監視方式
CN105375524A (zh) * 2015-12-07 2016-03-02 中国电力科学研究院 一种风火打捆直流送出送端电网运行控制方法
CN107947215A (zh) * 2017-11-09 2018-04-20 国网江苏省电力有限公司检修分公司 高压直流输电线路经同步调相机补偿后的快速稳压控制方法
CN108599174A (zh) * 2018-04-18 2018-09-28 国电南瑞科技股份有限公司 一种高比例新能源电网暂态电压稳定优化控制方法
CN108964073A (zh) * 2018-06-04 2018-12-07 国家电网公司华中分部 一种基于调相机的多目标无功电压协调控制方法及系统
CN109638870A (zh) * 2018-12-22 2019-04-16 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种特高压直流送端电网的调相机配置方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIAN ZUO,BING ZHANG,ET AL.: "Study of transient voltage stability with transient stability probing method in hunan power grid", 《2017 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS AND INFORMATICS (ICSAI)》 *
YULIUS PALEONGAN,ISKANDAR NUNGTJIK.: "Analysis of voltage transient behaviour of generators connected on medium voltage distribution system", 《2011 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED POWER SYSTEM AUTOMATION AND PROTECTION》 *
常海军,霍超等: "提高弱送端电网暂态电压稳定水平的调相机优化配置研究", 《电力系统保护与控制》 *
秦文丽,林伟芳: "在线电压分析方法及无功优化配置综述", 《电气传动自动化》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537839A (zh) * 2020-06-10 2020-08-14 河海大学 适用于高比例新能源送端电网的暂态电压安全性评估方法及安全性评估系统
CN113572191A (zh) * 2021-08-02 2021-10-29 国网经济技术研究院有限公司 大规模新能源直流外送系统分布式调相机配置方法及系统

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