[发明专利]一种基于励磁系统设计裕度的电网稳定性提升方法

说明书

本发明公开了一种基于励磁系统设计裕度的电网稳定性提升方法。为解决区域电网关键线路故障后，部分发电机组出现暂态失稳而影响该区域电网电压稳定性的问题，本发明采用的技术方案为：确定区域电网内关键线路故障后，发生暂态失稳的发电机组；根据关键机组励磁系统设备及参数信息，制定其差异化励磁性能提升方案；调整励磁系统变压器变比，改变二次侧输出电压；修改励磁系统整流桥晶闸管的移相触发角度上限及下限，改变整流桥输出电压。本发明在不增加硬件成本投入的前提下，利用励磁系统设计裕度，提升发电机组电压稳定控制能力，达到增强电网电压支撑能力的目的。

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体地说是一种基于励磁系统设计裕度的电网稳定性提升方法。

背景技术

伴随着经济发展和产业结构调整，浙江电网负荷高速增长，全社会用电负荷即将进入过亿时代，并于后续年份常态化。作为典型受端电网，浙江电网受电比例逐年增大，本地机组建设进度放缓，电网稳定特性发生一定变化。部分负荷较重区域，动态无功设备不足，关键线路发生故障后，部分发电机组易发生暂态失稳。对于仅有两个送出通道的区域电网，其中一个通道发生故障后，该区域电网剩下唯一通道与主网相连，从而形成电网末端系统，其暂态稳定性严重依赖于本地机组的开机规模，部分机组在高峰方式下成为必开机组，增加网源协调工作难度。

针对区域电网电压稳定的问题，目前运行层面采取的措施为：扩大开机规模来提升电压支撑能力，但此举同时会限制单台机组的出力能力，制约电网运行方式；另一种方法是加装并联无功补偿设备，包括调相机和SVG等，大大增加建设和运行成本。

因此，有必要利用区域内关键机组的励磁系统设计参数上的裕度，提升区域电网电压稳定性，支撑高峰时段区域电力平衡，减小不必要的建设和运行成本。

发明内容

本发明提供一种基于励磁系统设计裕度的电网稳定性提升方法，用于解决区域电网关键线路发生N-1故障后，部分发电机组由于电压支撑能力不足而引起的电网电压稳定性下降问题，弥补现行措施的不足。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种基于励磁系统设计裕度的电网稳定性提升方法，其包括：

确定区域电网内关键线路故障后，发生暂态失稳的发电机组；

根据关键机组励磁系统设备及参数信息，制定其差异化励磁性能提升方案；

调整励磁系统变压器变比，提高二次侧输出电压；

修改励磁系统整流桥晶闸管的移相触发角度上限及下限，改变整流桥输出电压。

进一步地，通过仿真计算确定区域电网内关键线路故障后发生暂态失稳的发电机组。

进一步地，依据关键发电机组励磁系统设备和参数信息，制定差异化励磁性能提升方案。

进一步地，对于采用自并励励磁方式的发电机组，其强励或强减能力由励磁系统输出电压最大值U_{f max}及最小值U_{f min}决定，利用发电机组励磁系统参数上的设计裕度，提升励磁变压器二次侧输出电压以及整流桥输出电压。

更进一步地，励磁系统输出电压最大值U_{f max}及最小值U_{f min}根据三相全控整流输出侧电压得到：

其中，U_ET为励磁变压器二次侧输出电压，α_min和α_max分别为励磁系统整流桥晶闸管的移相触发角下限和上限，I_fd为励磁电流，K_c为比换相压降，I_fdK_c数值较小，忽略不计。