CN111009894B - 一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法,分别考虑接入方案的经济性因素以及技术性因素,从而确定最佳接入方案,还包括:在技术性因素中增加用户短路试验冲击因素,分别计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响、用户短路试验冲击对电压不平衡的影响以及用户短路试验冲击对电压谐波的影响;评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响,本发明还提出了一种输配电设备检测中心接入方案的比选系统,有效解决由于比选输配电设备检测中心接入系统方案时,并没有考虑其特殊的用电性质,也未考虑对电网电能质量和周边敏感用户的影响,造成的电网可靠性以及稳定性不高的问题,有效的提高的电网的可靠性以及稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及接入方案比选领域,尤其是涉及一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法及系统。
背景技术
电力系统是发电、输电、用电的有机统一,电力系统的稳定运行依赖于组成系统的发电设备、输电设备和用电设备自身的稳定性和它们之间的动态平衡。大型电力用户或特殊电力用户的接入会深刻改变当地电网的电力电量平衡和系统动态特征,因此,需要对这些电力用户的接入系统方案进行深入研究。
现有常规电力用户的接入系统方案比选已经形成了一整套成熟的工作流程,如附图1所示,即考虑接入方案的技术性得分情况以及经济得分情况,其中,技术性得分主要包括经过系统潮流计算分析的该方案的潮流得分,经过系统稳定性计算分析的该方案的稳定性得分,经过系统短路水平计算分析的该方案的短路水平得分;经济得分主要包括投资计算的经济成本以及效益方面,最后根据不同接入方案的综合得分情况选择最佳接入方案。
但是输配电设备检测中心,特别是大型输配电设备检测中心,是一类特殊的电力用户,主要从事各类输配电装备的动、热稳定试验,如变压器的突发短路试验、断路器短路开合试验和母线类设备短时电流耐受试验等,其试验过程相当于电力系统发生一次短路过程,对电网稳定运行和可靠供电带来严峻挑战。因此,在比选输配电设备检测中心接入系统方案时,并没有考虑其特殊的用电性质,也未考虑对电网电能质量和周边敏感用户的影响,不利于提高电网可靠性以及稳定性。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题,创新提出了一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法及系统,有效解决由于比选输配电设备检测中心接入系统方案时,并没有考虑其特殊的用电性质,也未考虑对电网电能质量和周边敏感用户的影响,造成的电网可靠性以及稳定性不高的问题,有效的提高的电网的可靠性以及稳定性。
本发明第一方面提供了一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法,分别考虑接入方案的经济性因素以及技术性因素,从而确定最佳接入方案,还包括:
在技术性因素中增加用户短路试验冲击因素,分别计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响、用户短路试验冲击对电压不平衡的影响以及用户短路试验冲击对电压谐波的影响;
评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响。
结合第一方面,在第一方面第一种可能的实现方式中,分别计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响、用户短路试验冲击对电压不平衡的影响以及用户短路试验冲击对电压谐波的影响具体包括:
分别确定待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式;
根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式,分别计算不同场景下用户开展短路试验引起的电压暂降,记录周边厂站母线的最低电压,并进行电压暂降敏感性分析;
根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式,分别计算不同场景下用户开展短路试验引起的电压不平衡,记录周边厂站的最大负序电压、记录周边发电厂同步发电机出口母线处的负序电流,并进行电压不平衡敏感性分析;
根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式以及谐波源类型,分别计算第h次谐波电流,并进行电压谐波敏感性分析。
进一步地,所述待计算的短路试验容量表达式具体是:Ssc=[30%Smax,35%Smax,40%Smax,…100%Smax]T,其中,Ssc为待计算的短路试验容量,Smax为用户申报的最大短路试验容量。
结合第一方面,在第一方面第二种可能的实现方式中,所述待计算的试验类型与用户计划开展的短路试验类型对应相同,具体包括:变压器三相/两相短路试验、开关电器三相/两相动热稳定试验;电网运行方式与电网公司调度中心的要求对应相同,具体包括:最大或最小运行方式、检修运行方式、严重故障后的运行方式。
结合第一方面,在第一方面第三种可能的实现方式中,所述周边厂站范围具体是:本级电压50km以内或上级电压100km以内或下级电压30km以内,其中本级电压、上级电压、下级电压根据变电站划分。
结合第一方面,在第一方面第四种可能的实现方式中,所述不同场景是:待计算的短路试验容量不同,和/或待计算的试验类型不同,和/或电网运行方式不同。
结合第一方面,在第一方面第五种可能的实现方式中,评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响具体包括:
分别计算某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分;
根据某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分情况,计算某一短路试验容量和电网运行方式下短路试验得分;
选取不同短路试验容量和运行方式下短路试验得分的最低分作为该接入系统方案的短路试验得分。
结合第一方面,在第一方面第六种可能的实现方式中,用户短路试验中功率因数保持不变。
进一步地,所述功率因数为0.05-0.15。
本发明第二方面提供了一种输配电设备检测中心接入方案的比选系统,包括经济性因素模块以及技术性因素模块,还包括:
用户短路试验冲击模块,用于计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响,计算分析用户短路试验冲击对电压不平衡的影响,计算分析用户短路试验冲击对电压谐波的影响;评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果:
1、本发明有效解决由于比选输配电设备检测中心接入系统方案时,并没有考虑其特殊的用电性质,也未考虑对电网电能质量和周边敏感用户的影响,造成的电网可靠性以及稳定性不高的问题,有效的提高的电网的可靠性以及稳定性。
2、能够在一定程度上全面评估输配电设备检测中心这类用户接入对电网电能质量的影响,有效应对输配电设备检测中心这类冲击性用电负荷对电网及其敏感用户的影响。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见的,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术方法的流程示意图;
图2为本发明方案中实施例一方法的一种流程示意图;
图3为本发明方案中实施例一方法的另一种流程示意图;
图4为本发明方案中实施例二步骤S1的一种流程示意图;
图5为本发明方案中实施例二步骤S1的另一种流程示意图;
图6为本发明方案中实施例二步骤S1中能够承受的电压~时间标准曲线示意图;
图7为本发明方案中实施例二步骤S1中谐波次数及谐波电流允许值与电压值对应关系表;
图8为本发明方案中实施例三步骤S2中方法流程示意图;
图9为本发明方案中实施例四系统结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图2所示,本发明提供了一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法,分别考虑接入方案的经济性因素以及技术性因素,从而确定最佳接入方案,还包括:
S1,在技术性因素中增加用户短路试验冲击因素,分别计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响、用户短路试验冲击对电压不平衡的影响以及用户短路试验冲击对电压谐波的影响;
S2,评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响。
其中,用户短路试验包含三个阶段,用户短路试验前、用户短路试验中、用户短路试验后。在短路试验中功率因数保持不变,功率因数范围为0.05~0.15(不同设备功率因数不同),典型值为0.1,短路试验前和短路试验后短路功率理论值为零,不存在功率因数。短路试验分为三个阶段是需要计算短路前、后的系统数据,以便比较。
图3为本发明更详细的技术方案,如图3所示,本发明技术方案技术性因素主要包括系统潮流因素、系统稳定性因素、系统短路水平因素,通过在技术性因素中增加用户短路试验冲击因素,即用户短路试验冲击对电网的影响,最后综合分析接入方案的技术性得分以及经济性得分,确定最佳接入方案,本发明有效解决由于比选输配电设备检测中心接入系统方案时,并没有考虑其特殊的用电性质,也未考虑对电网电能质量和周边敏感用户的影响,造成的电网可靠性以及稳定性不高的问题,有效的提高的电网的可靠性以及稳定性,能够在一定程度上全面评估输配电设备检测中心这类用户接入对电网电能质量的影响,有效应对输配电设备检测中心这类冲击性用电负荷对电网及其敏感用户的影响。
实施例二
如图4所示,本发明技术方案一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法中步骤S1具体包括:
S11,分别确定待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式;
S12,根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式,分别计算不同场景下用户开展短路试验引起的电压暂降,记录周边厂站母线的最低电压,并进行电压暂降敏感性分析;
S13,根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式,分别计算不同场景下用户开展短路试验引起的电压不平衡,记录周边厂站的最大负序电压、记录周边发电厂同步发电机出口母线处的负序电流,并进行电压不平衡敏感性分析;
S14,根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式以及谐波源类型,分别计算第h次谐波电流,并进行电压谐波敏感性分析。
如图5所示,为了更清楚描述本方案步骤S1,提供了另一种表达形式,根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式,分别进行电压暂降计算以及敏感性分析、电压不平衡计算以及敏感性分析、电压谐波计算以及敏感性分析,直到所有待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式均完成计算分析后,得出短路冲击试验得分情况。
在步骤S11-S14中,待计算的短路试验容量表达式具体是:Ssc=[30%Smax,35%Smax,40%Smax,…100%Smax]T,其中,Ssc为待计算的短路试验容量,Smax为用户申报的最大短路试验容量。待计算的试验类型与用户计划开展的短路试验类型对应相同,具体包括:变压器三相/两相短路试验、开关电器三相/两相动热稳定试验;电网运行方式与电网公司调度中心的要求对应相同,具体包括:最大或最小运行方式、检修运行方式、严重故障后的运行方式。周边厂站范围具体是:本级电压50km以内或上级电压100km以内或下级电压30km以内,其中本级电压、上级电压、下级电压根据变电站划分。不同场景是:待计算的短路试验容量不同,和/或待计算的试验类型不同,和/或电网运行方式不同。
电压暂降可以采用仿真软件计算,电压暂降敏感性分析重点是分析对周边半导体加工企业、化工企业和计划接入的其它敏感负荷的影响,影响分析依据可以是《GB/T30137-2013电能质量电压暂降与短时中断》和敏感用户调研结果,电压暂降的计算结果为电压~时间的曲线或者序列,然后与周围敏感负荷能够承受的电压~时间曲线或者序列比对。在周围敏感负荷能够承受的电压~时间实际数据难以获得的情况下,可以采用对电压暂降最为敏感的IT设备典型数据作为标准数据,作为能够承受的电压~时间标准曲线如图6所示,上面曲线代表能够承受的上限电压,下面曲线代表能够承受的下限电压,上面曲线以及下面曲线中间区域即为相应时间所能够承受的工作电压(其中小于100us,由于交流电周期限制,无法检测到)。
电压不平衡可以采用仿真软件计算,电压不平衡敏感性分析重点是分析对周边已有和计划接入的同步发电机的影响,影响分析依据可以是《旋转电机定额和性能(GB/T755-2008/IEC60034-1:2004)》,由于电压不平衡主要影响同步发电机,所以计算结果为其中,I2为临近同步发电机机端的负序电流,IN为临近同步发电机的额定电流,tsc为负序电流I2的持续时间,对于350MVA及以下的同步发电机,的值不能超过8;对于额定功率在350MVA以上9000MVA以下的同步发电机,的值不能超过8-0.00545(SN-350),其中,SN为发电机额定容量。
电压谐波计算优选为采用专业仿真软件(PSD电力系统分析软件,全称为中国电力科学研究院系统所电力系统分析软件包)进行计算,也可采用如下工程估算方法:
对于单一谐波源:应用公式进行工程估算,其中,UN是电网的标称电压,Sk是公共连接点的三相短路容量(单位是MVA,可以通过仿真软件计算获得,电网结构确定,Sk数值确定),Ih是第h次谐波电流,HRUh是第h次谐波电压含有率(可以通过装备说明书中获取)。
对于三个及以上谐波源:根据上述方法,分别计算,逐个两两累加。
电压谐波敏感性分析重点分析对周边谐波敏感性负荷的影响,依据《电能质量:公用电网谐波(GB/T 14549-93)》开展。电压谐波分析敏感负荷的公共接入点处的各次谐波电流,并与该处敏感负荷允许的最大谐波电流比较。当实际数据难以获得时,可参照图7执行。
实施例三
如图8所示,本发明技术方案一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法中步骤S2具体包括:
S21,分别计算某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分;
S22,根据某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分情况,计算某一短路试验容量和电网运行方式下短路试验得分;
S23,选取不同短路试验容量和运行方式下短路试验得分的最低分作为该接入系统方案的短路试验得分。
其中,电压暂降得分具体公式是:
Cdrop表示某一短路容量和电网运行方式下的电压暂降项得分,tsc表示短路试验持续时间,U1表示计算的1号变电站或发电厂母线处的电压,表示1号变电站或发电厂母线处允许的最低电压,表示该处母线的额定电压,n表示需要计算的母线电压数量;
电压不平衡得分具体公式如下:
Cunbalanced表示某一短路容量和运行方式下的电压不平衡项得分,表示1号同步发电机机端的负序电流,表示1号同步发电机的额定电流,1,2,..,m表示考虑了m个额定容量在350MVA及以下的同步发电机,m+1,m+2,…,m+l表示考虑l个额定功率在350MVA以上9000MVA以下的同步发电机,表示第m+1个同步发电机的额定容量;
电压谐波得分具体公式如下:
表示考虑的1号敏感负荷公共连接点处的谐波得分,表示该处的2次谐波电流,表示该处允许的最大2次谐波电流,和表示该处计算得到的3次谐波电流和允许的最大3次谐波电流……和表示该处计算得到的25次谐波电流和允许的最大25次谐波电流;
某个短路试验容量和运行方式下的短路试验得分C计算如下:首先设定短路试验得分初始值C0为0,判断电压暂降得分Cdrop是否小于0(表示电压暂降对电网运行实际影响为负面),如果小于0,短路试验得分C1为短路试验得分初始值C0与电压暂降得分Cdrop的数值之和,如果电压暂降得分Cdrop不小于0(表示电压暂降对电网运行实际影响为正面),则不处理;其次判断电压不平衡得分Cunbalanced是否小于0(表示电压不平衡对电网运行实际影响为负面),如果小于0,短路试验得分C2为短路试验得分C1与电压不平衡得分Cunbalanced的数值之和,如果电压暂降得分Cunbalanced不小于0(表示电压不平衡对电网运行实际影响为正面),则不处理;然后判断电压谐波得分Charmonic是否小于0(表示电压谐波对电网运行实际影响为负面),如果小于0,短路试验得分C3为短路试验得分C2与电压谐波得分Charmonic的数值之和,如果电压暂降得分Charmonic不小于0(表示电压谐波对电网运行实际影响为正面),则不处理;其中C3即为某个短路试验容量和运行方式下的最终短路试验得分C。
实施例四
如图9所示,本发明技术方案还提供了一种输配电设备检测中心接入方案的比选系统,包括经济性因素模块101以及技术性因素模块102,还包括:
用户短路试验冲击模块103,用于计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响,计算分析用户短路试验冲击对电压不平衡的影响,计算分析用户短路试验冲击对电压谐波的影响;评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响。
其中,用户短路试验包含三个阶段,用户短路试验前、用户短路试验中、用户短路试验后。在短路试验中功率因数保持不变,功率因数范围为0.05~0.15(不同设备功率因数不同),典型值为0.1,短路试验前和短路试验后短路功率理论值为零,不存在功率因数。短路试验分为三个阶段是需要计算短路前、后的系统数据,以便比较。
本发明有效解决由于比选输配电设备检测中心接入系统方案时,并没有考虑其特殊的用电性质,也未考虑对电网电能质量和周边敏感用户的影响,造成的电网可靠性以及稳定性不高的问题,有效的提高的电网的可靠性以及稳定性,能够在一定程度上全面评估输配电设备检测中心这类用户接入对电网电能质量的影响,有效应对输配电设备检测中心这类冲击性用电负荷对电网及其敏感用户的影响。
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 (9)
1.一种输配电设备检测中心接入方案的比选方法,分别考虑接入方案的经济性因素以及技术性因素,从而确定最佳接入方案,其特征是,还包括:
在技术性因素中增加用户短路试验冲击因素,分别计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响、用户短路试验冲击对电压不平衡的影响以及用户短路试验冲击对电压谐波的影响;
评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响;其中,评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响具体包括:
分别计算某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分;
根据某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分情况,计算某一短路试验容量和电网运行方式下短路试验得分;其中,某个短路试验容量和运行方式下的短路试验得分C计算具体是:首先设定短路试验得分初始值C0为0,判断电压暂降得分Cdrop是否小于0,如果小于0,短路试验得分C1为短路试验得分初始值C0与电压暂降得分Cdrop的数值之和,如果电压暂降得分Cdrop不小于0,则不处理;其次判断电压不平衡得分Cunbalanced是否小于0,如果小于0,短路试验得分C2为短路试验得分C1与电压不平衡得分Cunbalanced的数值之和,如果电压暂降得分Cunbalanced不小于0,则不处理;然后判断电压谐波得分Charmonic是否小于0,如果小于0,短路试验得分C3为短路试验得分C2与电压谐波得分Charmonic的数值之和,如果电压暂降得分Charmonic不小于0,则不处理;其中C3即为某个短路试验容量和运行方式下的最终短路试验得分C;
选取不同短路试验容量和运行方式下短路试验得分的最低分作为该接入方案的短路试验得分。
2.根据权利要求1所述的输配电设备检测中心接入方案的比选方法,其特征是,分别计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响、用户短路试验冲击对电压不平衡的影响以及用户短路试验冲击对电压谐波的影响具体包括:
分别确定待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式;
根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式,分别计算不同场景下用户开展短路试验引起的电压暂降,记录周边厂站母线的最低电压,并进行电压暂降敏感性分析;
根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式,分别计算不同场景下用户开展短路试验引起的电压不平衡,记录周边厂站的最大负序电压、记录周边发电厂同步发电机出口母线处的负序电流,并进行电压不平衡敏感性分析;
根据待计算的短路试验容量、试验类型、电网运行方式以及谐波源类型,分别计算第h次谐波电流,并进行电压谐波敏感性分析。
3.根据权利要求2所述的输配电设备检测中心接入方案的比选方法,其特征是,所述待计算的短路试验容量表达式具体是:Ssc=[30%Smax,35%Smax,40%Smax,…100%Smax]T,其中,Ssc为待计算的短路试验容量,Smax为用户申报的最大短路试验容量。
4.根据权利要求2所述的输配电设备检测中心接入方案的比选方法,其特征是,所述待计算的试验类型与用户计划开展的短路试验类型对应相同,具体包括:变压器三相/两相短路试验、开关电器三相/两相动热稳定试验;电网运行方式与电网公司调度中心的要求对应相同,具体包括:最大或最小运行方式、检修运行方式、严重故障后的运行方式。
5.根据权利要求2所述的输配电设备检测中心接入方案的比选方法,其特征是,所述周边厂站范围具体是:本级电压50km以内或上级电压100km以内或下级电压30km以内,其中本级电压、上级电压、下级电压根据变电站划分。
6.根据权利要求2所述的输配电设备检测中心接入方案的比选方法,其特征是,所述不同场景是:待计算的短路试验容量不同,和/或待计算的试验类型不同,和/或电网运行方式不同。
7.根据权利要求1-6任一所述的输配电设备检测中心接入方案的比选方法,其特征是,用户短路试验中功率因数保持不变。
8.根据权利要求7所述的输配电设备检测中心接入方案的比选方法,其特征是,所述功率因数为0.05-0.15。
9.一种输配电设备检测中心接入方案的比选系统,包括经济性因素模块以及技术性因素模块,其特征是,还包括:
用户短路试验冲击模块,用于计算分析用户短路试验冲击对电网电压暂降的影响,计算分析用户短路试验冲击对电压不平衡的影响,计算分析用户短路试验冲击对电压谐波的影响;评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响;其中,评估用户短路试验对输配电设备检测中心接入方案的影响具体包括:
分别计算某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分;
根据某一短路试验容量和电网运行方式下电压暂降、电压不平衡和电压谐波三项的得分情况,计算某一短路试验容量和电网运行方式下短路试验得分;其中,某个短路试验容量和运行方式下的短路试验得分C计算具体是:首先设定短路试验得分初始值C0为0,判断电压暂降得分Cdrop是否小于0,如果小于0,短路试验得分C1为短路试验得分初始值C0与电压暂降得分Cdrop的数值之和,如果电压暂降得分Cdrop不小于0,则不处理;其次判断电压不平衡得分Cunbalanced是否小于0,如果小于0,短路试验得分C2为短路试验得分C1与电压不平衡得分Cunbalanced的数值之和,如果电压暂降得分Cunbalanced不小于0,则不处理;然后判断电压谐波得分Charmonic是否小于0,如果小于0,短路试验得分C3为短路试验得分C2与电压谐波得分Charmonic的数值之和,如果电压暂降得分Charmonic不小于0,则不处理;其中C3即为某个短路试验容量和运行方式下的最终短路试验得分C;
选取不同短路试验容量和运行方式下短路试验得分的最低分作为该接入方案的短路试验得分。
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