[发明专利]110kV变电站无功补偿分类配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及110kV配电网无功补偿容量配置规划技术，具体涉及110kV变电站无功补偿分类配置方法。

背景技术

近些年来，在发达国家中发生了多起由于系统内无功功率不足，当系统遭到扰动后使电压低于临界电压，产生电压崩溃，从而导致系统因失去同步而瓦解的灾难性事故，造成了巨大的损失；另外，由于电网的不断完善，城市电缆化率提高，负荷峰谷差扩大，使得小运行方式下无功过剩，电压偏高的情况日益突出。这两种极端的无功电压不平衡情况的出现，进一步引起了世界各国对无功优化问题的广泛关注。

在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。无功补偿设备是直接调整功率因数的一个有效手段，无功补偿配置的合理性是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。

目前，国内关于110kV配电网的无功补偿配置制定的规程标准较为粗放，对配置对象的实际情况缺乏具体指导。相关原则、规范中，对于110kV变电站的无功补偿一般只做出了如下规定：容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%～30%配置。按此原则进行无功补偿配置，没有进行优化分析，影响了无功配置的合理性与经济性。一方面给定范围偏大，在变电站的规划、设计阶段，基本取决于规划、设计人员的经验值，带有一定的主观性；另一方面，没有对配置对象的特性进行区别，由于电网在电源分布、负荷水平等方面存在差异，无功电压特性不同，对无功补偿的需求也不同

因此，迫切需要对现有的110kV配电网无功配置原则进行分类细化，细化的原则只需利用有限的数据资料对110kV变电站进行分类，即可对其无功补偿容量做出更具体也更适合的配置方案，从而提高电网稳定性，保证电压质量和降低网损，解决目前110kV配网无功补偿配置实行一刀切的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供110kV变电站无功补偿分类配置方法，以1座220kV变电站的供电区域为研究单元，根据各供电区域的无功电压特性将110kV配电网划分为4类，对每种类型分别选取若干典型片区构建模型进行仿真分析，进而计算出各片区不同运行方式下的优化补偿率，归纳出110kV变电站分类的无功补偿配置原则，指导110kV配电网进行最优无功补偿配置。本发明提出110kV变电站无功补偿分类配置方法，不同类型的变电站给出了不同的无功补偿配置区间，对于有分布式电源接入的变电站还提出了容性/感性搭配配置的补偿方式，改变了传统的一刀切配置方式，能直观有效地指导同类相似110kV变电站的无功补偿配置，具体技术方案如下。

110kV变电站无功补偿分类配置方法，其包括以下步骤：

（1）以片区为分类单元对110kV配电网的无功补偿进行分类配置，一个片区包括1座220kV变电站供电区域内的110kV网络；

（2）根据片区的不同无功电压特性，将110kV配电网分为4类：负载较重的纯受端片区（饱和负载率>50%）、负载较轻的纯受端片区（饱和负载率<50%）、含水电的片区、含风电的片区；

（3）对每类片区均选取若干个典型片区，选取方法按特征步骤（2）的分类说明，对所选取的每个典型片区分别进行仿真，通过无功优化算法求解110kV变电站在不同运行方式下无功配置的优化补偿率；

（4）根据优化计算所得的各类片区中110kV变电站的优化补偿率，得出不同片区类型的110kV变电站的无功补偿配置区间；

（5）把要进行无功配置的片区按照步骤（2）来进行归类，并根据归类结果对应的无功补偿配置区间对该片区进行无功配置。

进一步地，步骤（1）所述的以片区为研究单元，即以1座220kV变电站供电区域内的110kV网络为研究单元，无功优化过程既满足就地平衡的需要，又兼顾区域性优化补偿的需求。

进一步地，步骤（2）所述的片区的不同无功电压特性包括：电源接入情况，总体负荷水平高低。负荷较重的纯受端片区特点为：片区内无电源接入，负荷较重；负荷较轻的纯受端片区：片区内无电源接入，负荷较轻；含水电片区：片区有小水电接入；含风电片区：片区有风电接入。

上述方法中，步骤（4）除了提出不同类型片区的变电站有不同的无功补偿配置区间之外，还提出了有分布式电源接入的变电站要实行容性和感性分别配置。

本发明中无功补偿分类配置过程：