快速投切电容器的配置方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种快速投切电容器的配置方法和系 统。
【背景技术】
[0002] 对于大型受端电网，由于负荷无功需求大，而本地动态无功支撑能力有限，往往存 在暂态电压失稳风险，特别是如我国已经形成的珠三角、长三角等多回高压直流落点的大 型受端电网。在交流系统故障期间以及故障切除后，受端系统的动态无功支撑能力对于直 流输电系统的功率恢复以及系统稳定性具有重大影响。
[0003] 快速投切电容器是指在变电站（220kV及以上电压等级）内快速投切无功控制装 置控制的低压电容器组，可通过改造站内低压电容器组的监控系统得到。快速投切电容器 能够在系统发生故障导致电压跌落时快速投入（响应时间一般在〇. 1秒左右），能够给系统 提供动态无功支撑，有效提高系统的暂态电压稳定性。受端电网变电站（220kV及以上电压 等级）内一般配置有大量低压电容器组，因此快速投切电容器能够以较低的成本提高系统 暂态电压稳定性，具有较好的应用推广潜力。
[0004] 在受端系统合适的位置配置合适容量的快速投切电容器，能够以较低的经济代价 在受端交流系统故障期间以及故障切除后提供有效的无功电压支撑，改善直流输电系统功 率恢复情况，提高系统的电压稳定性。因此如何选择快速投切电容器的配置站点和配置容 量，使得快速投切电容器发挥最大效用，具有重要的实际意义。
【发明内容】
[0005] 基于此，本发明提出一种快速投切电容器的配置方法和系统，基于统计学中的正 交试验理论，采用量化分析手段，快速确定配置站点和配置容量，使快速投切电容器发挥 最大效用。
[0006] 为实现上述技术目的，本发明实施例采用以下技术方案：
[0007] -种快速投切电容器的配置方法，包括如下步骤：
[0008] 根据受端系统的仿真模型确定故障集，并确定若干个待配置快速投切电容器的候 选站点；
[0009] 针对受端系统所对应的区域，利用电力系统机电暂态仿真程序得到在所述故障集 下暂态电压失稳的薄弱站点集；
[0010] 利用电力系统机电暂态仿真程序获得各个所述候选站点对所述薄弱站点集中各 站点电压的V-Q灵敏度，并根据所述V-Q灵敏度的大小确定待配置快速投切电容器的配置 站点集；
[0011] 根据所述配置站点集中各站点的单组电容器的容量和最大可配置组数，利用正交 试验方法得到若干个候选容量配置方案，并获取各个候选容量配置方案的综合系数指标；
[0012] 根据综合系数指标的大小从候选容量配置方案中选择最佳容量配置方案。
[0013] 以及一种快速投切电容器的配置系统，包括：
[0014] 故障集获取模块，用于根据受端系统的仿真模型确定故障集；
[0015] 候选站点确定模块，用于确定若干个待配置快速投切电容器的候选站点；
[0016] 薄弱站点确定模块，用于针对受端系统所对应的区域，利用电力系统机电暂态仿 真程序得到在所述故障集下暂态电压失稳的薄弱站点集；
[0017] 灵敏度计算模块，用于利用电力系统机电暂态仿真程序获得各个所述候选站点对 所述薄弱站点集中各站点电压的V-Q灵敏度；
[0018] 配置站点确定模块，用于根据所述V-Q灵敏度的大小确定待配置快速投切电容器 的配置站点集；
[0019] 候选方案生成模块，用于根据所述配置站点集中各站点的单组电容器的容量和最 大可配置组数，利用正交试验方法得到若干个候选容量配置方案；
[0020] 综合系数指标计算模块，用于获取各个候选容量配置方案的综合系数指标；
[0021] 配置方案生成模块，用于根据综合系数指标的大小从候选容量配置方案中选择最 佳容量配置方案。
[0022] 本发明基于正交试验理论，采用量化分析手段，以综合系数指标指导确定快速投 切电容的配置站点和配置容量。本发明应用于受端系统，能够兼顾故障下对各电压薄弱站 点的无功电压支撑和配置方案的经济性，得出有效的快速投切电容器的配置方案，有效提 高系统的暂态电压稳定性。具体说来，本发明具有以下技术效果：（1)本发明充分考虑了对 电压薄弱站点的无功电压支撑；(2)本发明采用故障集的方式考虑多种故障，分析更全面； (3)本发明兼顾了配置方案的有效性和经济性，且具备较高的灵活性。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明实施例中一种快速投切电容器的配置方法的流程示意图；
[0024] 图2为本发明实施例中一种计算V-Q灵敏度的方法的流程示意图；
[0025] 图3为本发明实施例中一种获取综合系数指标的方法的流程示意图；
[0026] 图4为本发明实施例中归一化处理的曲线示意图；
[0027] 图5为本发明实施例中一种快速投切电容器的配置系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合较佳实施例对本发明的内容作进一步说明。
[0029] 如图1所示，在本实施例中，提供一种快速投切电容器的配置方法，包括如下步 骤：
[0030] SlO根据受端系统的仿真模型确定故障集，并确定若干个待配置快速投切电容器 的候选站点；
[0031] S20针对受端系统所对应的区域，利用电力系统机电暂态仿真程序得到在所述故 障集下暂态电压失稳的薄弱站点集；
[0032] S30利用电力系统机电暂态仿真程序获得各个所述候选站点对所述薄弱站点集中 各站点电压的V-Q灵敏度，并根据所述V-Q灵敏度的大小确定待配置快速投切电容器的配 置站点集；
[0033] S40根据所述配置站点集中各站点的单组电容器的容量和最大可配置组数，利用 正交试验方法得到若干个候选容量配置方案，并获取各个候选容量配置方案的综合系数 指标；
[0034] S50根据综合系数指标的大小从候选容量配置方案中选择最佳容量配置方案。
[0035] 具体而言，本实施例以受端系统为研究重点，搜集或建立待研究的受端系统的仿 真模型，根据仿真模型确定需要研究的故障集（F 1, F2，…，FJ，其中F1为第i个故障，M为所 考虑的故障总数，确定N个待配置快速投切电容器的候选站点（B 1, B2，…，BN}。
[0036] 然后针对受端系统所对应的区域，利用电力系统机电暂态仿真程序计算分析得到 在故障集（F 1, F2,…，Fj下暂态电压失稳的薄弱站点集（A1, A2,…，AJ。
[0037] 利用电力系统机电暂态仿真程序计算候选站点B1对薄弱站点集{Ai，A2，…，AJ中 各站点电压的V-Q灵敏度K1 (i = 1，2, ...，N)。其中V-Q灵敏度K1越大，说明在第i处站 点配置快速投切电容器对薄弱站点集M1, A2，…，AJ中各站点的总体电压支撑作用越强，在 一种【具体实施方式】中，该V-Q灵敏度&可以采用如下方式进行计算。
[0038] 如图2所示，在一种【具体实施方式】中，可采用如下方法计算V-Q灵敏度：
[0039] S301当在候选站点投入预设容量大小的快速投切电容器后，计算薄弱站点集中各 站点的瞬时电压增幅；
[0040] S302根据薄弱站点集中各站点的瞬时电压增幅，以及薄弱站点集中各站点对应的 加权系数，获得候选站点对所述薄弱站点集中各站点电压的V-Q灵敏度。
[0041] 假设在站点B1投入预设容量大小为QMvar的快速投切电容器，薄弱站点集 U 1, A2，…，AJ中各站点的瞬时电压增幅为（AV11, A V12，…，A vin}，贝IJ :
[0043] 其中，Cj为加权系数，体现站点j的重要性。
[0044] 根据KJi= 1，2，...，N)的大小确定待配置快速投切电容器的配置站点集 IC1,C2，…，CJ0
[0045] 假设配置站点集IC1,C2，…，CJ最大配置容量为： (Ql，max t 1，max X Qi，Q2, max t 2, max X。2，，Oil, max t m X Qm} 其中Q1是配置站点集中站点C i中的单组快速投切电容器容量，t liniax是站点C i中配 置单组容量为％的快速投切电容器的最大可配置组数。根据正交试验理论，配置站点集 IA，C2，…，CJ中各站点快投投切电容器的容量配置问题实质是一个多因素且水平数不同 的试验问题。因此，利