一種供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備計(jì)算方法，屬電力系統(tǒng)運(yùn)行分析技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性指給定運(yùn)行條件下的電力系統(tǒng)，在受到擾動(dòng)后，重新回復(fù)到運(yùn)行 平衡狀態(tài)的能力，且多數(shù)變量可維持在一定的范圍，使整個(gè)系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，目前在電力系 統(tǒng)穩(wěn)定性分析中，可分為功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定二類，而其中功角穩(wěn)定又包括靜態(tài) /暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定兩類，其中的動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備被廣泛作為電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的重要 指標(biāo)，并通常用于對(duì)發(fā)電機(jī)等具有動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)能力的設(shè)備的校核及保護(hù)中，而送類設(shè)備 中未使用到的或儲(chǔ)備的無功功率則可用于供電系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)、無功平衡被破壞、電壓下降 時(shí)候，快速提供無功支撐，確保母線電壓的穩(wěn)定性，幫助系統(tǒng)恢復(fù)無功平衡和電壓穩(wěn)定，提 高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，對(duì)供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有極為重要的作用，而目前在電力系統(tǒng) 的無功儲(chǔ)備容量設(shè)計(jì)及預(yù)留中，至今沒有明確的定義和計(jì)算公式，從而導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過程中， 主要依靠設(shè)計(jì)人員自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，嚴(yán)重缺乏科學(xué)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)做為依巧，因此極易導(dǎo) 致供電系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)抗沖擊性能弱，或多個(gè)供電系統(tǒng)間的功率補(bǔ)償不匹配等現(xiàn)象，從 而嚴(yán)重威脅到供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行及聯(lián)機(jī)運(yùn)行能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的就在于克服上述不足，提供一種供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備計(jì)算方法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)： 一種供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備計(jì)算方法，具體步驟如下： 第一步，計(jì)算待測(cè)供電系統(tǒng)無功功率數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，準(zhǔn)確得知待測(cè)供電系統(tǒng)的視在功 率為S，有功功率為P，功率因數(shù)COS4、無功功率為Q，計(jì)算公式如下： S=UXIcos4=P/SQ=UXIsin(J) =Ssin4) S為視在功率； U為電壓； I為電流； 。為相角差P為有功功率； Cos4)為功率因數(shù)； Q為無功功率； 第二步，通過仿真及查閱W往運(yùn)行記錄，分析供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功功率數(shù)據(jù)，獲取電壓跌 落值薛、電壓跌落時(shí)間II，當(dāng)電壓跌落值的標(biāo)么值^ <0. 8,電壓跌落時(shí)間H〉ls時(shí)，貝IJ 供電系統(tǒng)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償； 第H步，獲取待檢測(cè)供電系統(tǒng)有效動(dòng)態(tài)無功設(shè)備的無功儲(chǔ)備參數(shù)，將供電系統(tǒng)中所有 出現(xiàn)最低電壓值W及出現(xiàn)該最低電壓的母線均做為補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)； 第四步，對(duì)各確定出的補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行具體無功儲(chǔ)備數(shù)據(jù)計(jì)算，具體計(jì)算公式如 下：
為無功儲(chǔ)備指標(biāo)值； 毎泣微補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無馴重值； 為補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功初始值； 疫靈力結(jié)敘細(xì)勺等效麵； 為無功輸出值為零時(shí)的電壓值； 發(fā)為母線電壓相角； 綾為逆變器輸出電壓相位； 4^4為耐補(bǔ)償器胃大容性無工力胃小飾皆流。
[0005] 第五步，將各補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值gws胃匯總，篩選出的補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn) 無功儲(chǔ)備值最大值、最小值及出現(xiàn)頻率最高值，并計(jì)算出各補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值的 平均值，當(dāng)最大值與出現(xiàn)頻率最高值相近時(shí)則W最大值做為供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng) 最大值大與出現(xiàn)頻率最高值偏差較大時(shí)，則比較出現(xiàn)頻率最高值與平均值大小，當(dāng)出現(xiàn)頻 率最高值大于平均值時(shí)則W出現(xiàn)頻率最高值做為供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)出現(xiàn)頻率最 高值小于平均值時(shí)，則W平均值做為供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值。
[0006] 本發(fā)明所采用的計(jì)算方法，具有計(jì)算方法簡(jiǎn)單易行、計(jì)算速度塊、計(jì)算所得參數(shù)準(zhǔn) 確度高的特點(diǎn)，同時(shí)還具有方便實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)算程序相結(jié)合的特點(diǎn)，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算 過程自動(dòng)化及標(biāo)準(zhǔn)化，從而大大提高了供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備核算的效率及準(zhǔn)確性，為供電系 統(tǒng)設(shè)計(jì)合理性及運(yùn)行穩(wěn)定性奠定可靠基礎(chǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 為了方便理解，W下通過具體計(jì)算實(shí)例進(jìn)行說明，計(jì)算方法如下： 第一步，計(jì)算待測(cè)供電系統(tǒng)無功功率數(shù)據(jù)，通過閱讀設(shè)備參數(shù)可得到待測(cè)供電系統(tǒng)的 電壓U、電流I、總有功功率P及相角差C5，然后根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算，可得知準(zhǔn)確得知待測(cè)供 電系統(tǒng)的視在功率為S，功率因數(shù)COS4、無功功率為Q，其中視在功率S=UXI、功率因數(shù) cos4>=P/S、無功功率Q=UXIsin4)=Ssin4> ; 第二步，通過查閱待測(cè)供電系統(tǒng)W往運(yùn)行記錄，且所查閱數(shù)據(jù)至少為設(shè)備無故障連續(xù) 運(yùn)行時(shí)間不低于30-180天的運(yùn)行記錄，另查閱至少1年內(nèi)待測(cè)供電系統(tǒng)所有故障結(jié)點(diǎn)時(shí) 的電壓數(shù)據(jù)，從而獲取電壓跌落值電壓跌落時(shí)間n，并將所有的電壓跌落值1?的標(biāo)么 值% <0. 8,電壓跌落時(shí)間胃〉ls的時(shí)間段做為供電系統(tǒng)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)念A(yù)備結(jié) 占. ；、、、? 第H步，將獲取待檢測(cè)供電系統(tǒng)所有預(yù)備結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并篩選核對(duì)出有效動(dòng)態(tài) 無功設(shè)備的無功儲(chǔ)備參數(shù)，將供電系統(tǒng)中所有出現(xiàn)最低電壓值W及出現(xiàn)該最低電壓的母線 均做為補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)； 第四步，對(duì)各確定出的補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)依照下列計(jì)算公式進(jìn)行詳細(xì)核算，
為無功儲(chǔ)備指柄值； 0 胃為補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功峰值； 為補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功初始值； 疫靈力Ck?對(duì)鋪等效鈍納； 為無功輸出值為零時(shí)的電壓值； 邊為母線電壓相角； 幾為逆變器輸出電壓相位； 同步補(bǔ)償器最大劑生無功最小^行皆流。
[0008] 上述計(jì)算所得到的數(shù)值，均需進(jìn)行至少兩次W上的核算，并將計(jì)算所得到的相似 豎直進(jìn)行合并，做為同類補(bǔ)償結(jié)點(diǎn)； 第五步，將經(jīng)過計(jì)算所得到的各補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值匯總，然后核對(duì)并 篩選出的所有補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值最大值、最小值及出現(xiàn)頻率最高值，并計(jì)算出各 補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值的平均值，當(dāng)最大值與出現(xiàn)頻率最高值相近時(shí)則W最大值做為 供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)最大值大與出現(xiàn)頻率最高值偏差較大時(shí)，則比較出現(xiàn)頻率最 高值與平均值大小，當(dāng)出現(xiàn)頻率最高值大于平均值時(shí)則W出現(xiàn)頻率最高值做為供電系統(tǒng)無 功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)出現(xiàn)頻率最高值小于平均值時(shí)，則W平均值做為供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn) 值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備計(jì)算方法，其特征在于：具體步驟如下： 第一步，計(jì)算待測(cè)供電系統(tǒng)無功功率數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，準(zhǔn)確得知待測(cè)供電系統(tǒng)的視在功 率為S，有功功率為P，功率因數(shù)cos Φ、無功功率為Q，計(jì)算公式如下： S = UXI cos Φ =P/S Q = υΧΙε?ηΦ = Ξε?ηΦ S為視在功率； U為電壓； I為電流； Φ為相角差 P為有功功率； Cosct為功率因數(shù)； Q為無功功率； 第二步，通過仿真及查閱以往運(yùn)行記錄，分析供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功功率數(shù)據(jù)，獲取電壓跌 落值4、電壓跌落時(shí)間2|，當(dāng)電壓跌落值@的標(biāo)么值%j〈〇. 8,電壓跌落時(shí)間>is時(shí)，則 供電系統(tǒng)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償； 第三步，獲取待檢測(cè)供電系統(tǒng)有效動(dòng)態(tài)無功設(shè)備的無功儲(chǔ)備參數(shù)，將供電系統(tǒng)中所有 出現(xiàn)最低電壓值以及出現(xiàn)該最低電壓的母線均做為補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)； 第四步，對(duì)各確定出的補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行具體無功儲(chǔ)備數(shù)據(jù)計(jì)算，具體計(jì)算公式如 下：為無功儲(chǔ)備指標(biāo)值； 制η嘗纖儲(chǔ)點(diǎn)無棚直； β驗(yàn)制H嘗纖儲(chǔ)點(diǎn)淑豐刀雖； 辦為fiiSK對(duì)應(yīng)的等效應(yīng)電納； 為無功輸出值為零時(shí)的電壓值； 憑為母線電壓相角； 為逆變器輸出電壓相位； &^為同步補(bǔ)償器最大容性無功最小運(yùn)行電流； 第五步，將各補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值匯總，篩選出的補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功 儲(chǔ)備值最大值、最小值及出現(xiàn)頻率最高值，并計(jì)算出各補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值的平均 值，當(dāng)最大值與出現(xiàn)頻率最高值相近時(shí)則以最大值做為供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)最大 值大與出現(xiàn)頻率最高值偏差較大時(shí)，則比較出現(xiàn)頻率最高值與平均值大小，當(dāng)出現(xiàn)頻率最 高值大于平均值時(shí)則以出現(xiàn)頻率最高值做為供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)出現(xiàn)頻率最高值 小于平均值時(shí)，則以平均值做為供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備計(jì)算方法，具體步驟包括計(jì)算待測(cè)供電系統(tǒng)無功功率數(shù)據(jù)、通過仿真及查閱以往運(yùn)行記錄、獲取待檢測(cè)供電系統(tǒng)有效動(dòng)態(tài)無功設(shè)備的無功儲(chǔ)備參數(shù)、對(duì)各確定出的補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行具體無功儲(chǔ)備數(shù)據(jù)計(jì)算及將各補(bǔ)償關(guān)鍵負(fù)荷點(diǎn)無功儲(chǔ)備值匯總等共計(jì)五步。本發(fā)明所采用的計(jì)算方法，具有計(jì)算方法簡(jiǎn)單易行、計(jì)算速度塊、計(jì)算所得參數(shù)準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，同時(shí)還具有方便實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)算程序相結(jié)合的特點(diǎn)，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算過程自動(dòng)化及標(biāo)準(zhǔn)化，從而大大提高了供電系統(tǒng)無功儲(chǔ)備核算的效率及準(zhǔn)確性，為供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理性及運(yùn)行穩(wěn)定性奠定可靠基礎(chǔ)。
【IPC分類】H02J3/18, H02J3/16
【公開號(hào)】CN105429149
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410458474
【發(fā)明人】王猛, 劉斌
【申請(qǐng)人】武陟縣電業(yè)總公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2014年9月11日