快速投切電容器的配置方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統技術領域，特別是涉及一種快速投切電容器的配置方法和系 統。
【背景技術】
[0002] 對于大型受端電網，由于負荷無功需求大，而本地動態無功支撐能力有限，往往存 在暫態電壓失穩風險，特別是如我國已經形成的珠三角、長三角等多回高壓直流落點的大 型受端電網。在交流系統故障期間以及故障切除后，受端系統的動態無功支撐能力對于直 流輸電系統的功率恢復以及系統穩定性具有重大影響。
[0003] 快速投切電容器是指在變電站（220kV及以上電壓等級）內快速投切無功控制裝 置控制的低壓電容器組，可通過改造站內低壓電容器組的監控系統得到。快速投切電容器 能夠在系統發生故障導致電壓跌落時快速投入（響應時間一般在〇. 1秒左右），能夠給系統 提供動態無功支撐，有效提高系統的暫態電壓穩定性。受端電網變電站（220kV及以上電壓 等級）內一般配置有大量低壓電容器組，因此快速投切電容器能夠以較低的成本提高系統 暫態電壓穩定性，具有較好的應用推廣潛力。
[0004] 在受端系統合適的位置配置合適容量的快速投切電容器，能夠以較低的經濟代價 在受端交流系統故障期間以及故障切除后提供有效的無功電壓支撐，改善直流輸電系統功 率恢復情況，提高系統的電壓穩定性。因此如何選擇快速投切電容器的配置站點和配置容 量，使得快速投切電容器發揮最大效用，具有重要的實際意義。
【發明內容】
[0005] 基于此，本發明提出一種快速投切電容器的配置方法和系統，基于統計學中的正 交試驗理論，采用量化分析手段，快速確定配置站點和配置容量，使快速投切電容器發揮 最大效用。
[0006] 為實現上述技術目的，本發明實施例采用以下技術方案：
[0007] -種快速投切電容器的配置方法，包括如下步驟：
[0008] 根據受端系統的仿真模型確定故障集，并確定若干個待配置快速投切電容器的候 選站點；
[0009] 針對受端系統所對應的區域，利用電力系統機電暫態仿真程序得到在所述故障集 下暫態電壓失穩的薄弱站點集；
[0010] 利用電力系統機電暫態仿真程序獲得各個所述候選站點對所述薄弱站點集中各 站點電壓的V-Q靈敏度，并根據所述V-Q靈敏度的大小確定待配置快速投切電容器的配置 站點集；
[0011] 根據所述配置站點集中各站點的單組電容器的容量和最大可配置組數，利用正交 試驗方法得到若干個候選容量配置方案，并獲取各個候選容量配置方案的綜合系數指標；
[0012] 根據綜合系數指標的大小從候選容量配置方案中選擇最佳容量配置方案。
[0013] 以及一種快速投切電容器的配置系統，包括：
[0014] 故障集獲取模塊，用于根據受端系統的仿真模型確定故障集；
[0015] 候選站點確定模塊，用于確定若干個待配置快速投切電容器的候選站點；
[0016] 薄弱站點確定模塊，用于針對受端系統所對應的區域，利用電力系統機電暫態仿 真程序得到在所述故障集下暫態電壓失穩的薄弱站點集；
[0017] 靈敏度計算模塊，用于利用電力系統機電暫態仿真程序獲得各個所述候選站點對 所述薄弱站點集中各站點電壓的V-Q靈敏度；
[0018] 配置站點確定模塊，用于根據所述V-Q靈敏度的大小確定待配置快速投切電容器 的配置站點集；
[0019] 候選方案生成模塊，用于根據所述配置站點集中各站點的單組電容器的容量和最 大可配置組數，利用正交試驗方法得到若干個候選容量配置方案；
[0020] 綜合系數指標計算模塊，用于獲取各個候選容量配置方案的綜合系數指標；
[0021] 配置方案生成模塊，用于根據綜合系數指標的大小從候選容量配置方案中選擇最 佳容量配置方案。
[0022] 本發明基于正交試驗理論，采用量化分析手段，以綜合系數指標指導確定快速投 切電容的配置站點和配置容量。本發明應用于受端系統，能夠兼顧故障下對各電壓薄弱站 點的無功電壓支撐和配置方案的經濟性，得出有效的快速投切電容器的配置方案，有效提 高系統的暫態電壓穩定性。具體說來，本發明具有以下技術效果：（1)本發明充分考慮了對 電壓薄弱站點的無功電壓支撐；(2)本發明采用故障集的方式考慮多種故障，分析更全面； (3)本發明兼顧了配置方案的有效性和經濟性，且具備較高的靈活性。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明實施例中一種快速投切電容器的配置方法的流程示意圖；
[0024] 圖2為本發明實施例中一種計算V-Q靈敏度的方法的流程示意圖；
[0025] 圖3為本發明實施例中一種獲取綜合系數指標的方法的流程示意圖；
[0026] 圖4為本發明實施例中歸一化處理的曲線示意圖；
[0027] 圖5為本發明實施例中一種快速投切電容器的配置系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合較佳實施例對本發明的內容作進一步說明。
[0029] 如圖1所示，在本實施例中，提供一種快速投切電容器的配置方法，包括如下步 驟：
[0030] SlO根據受端系統的仿真模型確定故障集，并確定若干個待配置快速投切電容器 的候選站點；
[0031] S20針對受端系統所對應的區域，利用電力系統機電暫態仿真程序得到在所述故 障集下暫態電壓失穩的薄弱站點集；
[0032] S30利用電力系統機電暫態仿真程序獲得各個所述候選站點對所述薄弱站點集中 各站點電壓的V-Q靈敏度，并根據所述V-Q靈敏度的大小確定待配置快速投切電容器的配 置站點集；
[0033] S40根據所述配置站點集中各站點的單組電容器的容量和最大可配置組數，利用 正交試驗方法得到若干個候選容量配置方案，并獲取各個候選容量配置方案的綜合系數 指標；
[0034] S50根據綜合系數指標的大小從候選容量配置方案中選擇最佳容量配置方案。
[0035] 具體而言，本實施例以受端系統為研究重點，搜集或建立待研究的受端系統的仿 真模型，根據仿真模型確定需要研究的故障集（F 1, F2，…，FJ，其中F1為第i個故障，M為所 考慮的故障總數，確定N個待配置快速投切電容器的候選站點（B 1, B2，…，BN}。
[0036] 然后針對受端系統所對應的區域，利用電力系統機電暫態仿真程序計算分析得到 在故障集（F 1, F2,…，Fj下暫態電壓失穩的薄弱站點集（A1, A2,…，AJ。
[0037] 利用電力系統機電暫態仿真程序計算候選站點B1對薄弱站點集{Ai，A2，…，AJ中 各站點電壓的V-Q靈敏度K1 (i = 1，2, ...，N)。其中V-Q靈敏度K1越大，說明在第i處站 點配置快速投切電容器對薄弱站點集M1, A2，…，AJ中各站點的總體電壓支撐作用越強，在 一種【具體實施方式】中，該V-Q靈敏度&可以采用如下方式進行計算。
[0038] 如圖2所示，在一種【具體實施方式】中，可采用如下方法計算V-Q靈敏度：
[0039] S301當在候選站點投入預設容量大小的快速投切電容器后，計算薄弱站點集中各 站點的瞬時電壓增幅；
[0040] S302根據薄弱站點集中各站點的瞬時電壓增幅，以及薄弱站點集中各站點對應的 加權系數，獲得候選站點對所述薄弱站點集中各站點電壓的V-Q靈敏度。
[0041] 假設在站點B1投入預設容量大小為QMvar的快速投切電容器，薄弱站點集 U 1, A2，…，AJ中各站點的瞬時電壓增幅為（AV11, A V12，…，A vin}，貝IJ :
[0043] 其中，Cj為加權系數，體現站點j的重要性。
[0044] 根據KJi= 1，2，...，N)的大小確定待配置快速投切電容器的配置站點集 IC1,C2，…，CJ0
[0045] 假設配置站點集IC1,C2，…，CJ最大配置容量為： (Ql，max t 1，max X Qi，Q2, max t 2, max X。2，，Oil, max t m X Qm} 其中Q1是配置站點集中站點C i中的單組快速投切電容器容量，t liniax是站點C i中配 置單組容量為％的快速投切電容器的最大可配置組數。根據正交試驗理論，配置站點集 IA，C2，…，CJ中各站點快投投切電容器的容量配置問題實質是一個多因素且水平數不同 的試驗問題。因此，利