本發明專利技術涉及交流特高壓輸變電工程及設計領域，尤其涉及一種典型特高壓輸電線路高抗補償方法，具體是一種交流特高壓輸電線路高抗補償方法。包括：建立系統的基于PSCAD電磁暫態仿真模型；確定長度為l特高壓輸電線路的充電無功總量Qc和高抗補償量Qg1；依據線路高抗補償的一般原則，綜合考慮特高壓線路空載電容效應產生工頻過電壓，線路在滿負荷情況下甩負荷產生的工頻過電壓，低壓側單相接地故障產生工頻過電壓的抑制的需求，最終確定特高壓輸電線路送端網側并聯高抗的容量Qg25和受端網側并聯高抗的容量Qg15布置特高壓輸電線路的并聯高壓電抗器。本發明專利技術同時兼顧系統穩態調壓特性，以使電網的潮流和特高壓輸電線路電壓穩定控制在更加合理范圍之內。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及交流特高壓輸變電工程及設計領域，尤其涉及一種典型特高壓輸電線 路高抗補償方法，具體是一種交流特高壓輸電線路高抗補償方法。
技術介紹
特高壓電網具有更遠距離、更大容量、更低損耗的電力輸送能力。但特高壓輸電線 路每IOOkm線路長度下的充電無功功率可超過530MVA，在相同線路長度下約為500kV線路 的4-6倍。充電無功功率過高會引起高幅值的工頻過電壓。 在特高壓電力系統中，工頻過電壓有著重要影響，這是因為，工頻過電壓大小直接 影響操作過電壓的幅值，并可能危及設備系統的安全運行。同時，工頻過電壓也是決定避雷 器額定電壓的重要依據，進而影響系統的過電壓水平。 根據國標GB/Z24842-2009《1000kV特高壓交流輸變電工程過電壓與絕緣配合》規 定，1000 kV系統工頻過電壓一般需限制在I. 3pu以下，在單相接地和三相甩負荷情況下線 路側可短時（持續時間不超過0. 5s)允許在I. 4pu以下。 為限制工頻過電壓，須使用高壓并聯電抗器（高抗）進行補償。線路高抗接入后， 由于電抗器感性無功功率，相當于減少了線路長度，從而限制了工頻過電壓。從線路首端 看，在通常采用欠補償情況下，線路首端輸入阻抗仍為容性，但數值增大，空載線路的電容 電流減小，在同樣電源電抗的條件下，也限制了線路首端的電壓升高。因此高抗的接入可以 同時降低線路首端及末端的工頻過電壓。 高抗的補償度不能太高，以免給大負荷運行時的無功補償和電壓控制制造困 難。根據我國已經運行特高壓工程的經驗，特高壓電網建設初期，高抗補償度控制在 80% -90%。在電網較強的地區或是特高壓輸電線路較短時，補償都可適當降低。 特高壓線路的工頻過電壓大小與線路兩側的系統強弱有關，還和輸電線路的初始 潮流大小和方向有關。通常線路受端的工頻過電壓高于送端，強系統帶長線跳閘在線路末 端工頻過電壓高于弱系統。特高壓輸變電工程一般具有以下顯著的特點：根據電網運行方 式的需要，特高壓線路潮流方向會發生變化，特高壓變電站既可以作為潮流受端也可以作 為潮流送端；特高壓線路兩側系統的強度不一定相同。綜合以上因素，特高壓線路工頻過電 壓兩側不一定相同，因此高抗配置也不盡相同。
技術實現思路
針對上述現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種典型特高壓輸電線路高抗補償 方法，具體是一種交流特高壓輸電線路高抗補償方法，其目的在于解決遠距離特高壓交流 電網的充電無功超標、工頻過電壓的問題。 為解決上述的技術問題，本專利技術采用以下技術方案來實現專利技術目的： -種交流特高壓輸電線路高抗補償方法，包括以下步驟： 步驟1 :建立系統的基于PSCAD電磁暫態仿真模型：收集系統參數，包含同步電 機，輸電線路，主變壓器，串聯補償，金屬氧化物避雷器，低壓電抗器補償，低壓電容器補償， 500kV聯網工程線路，500kV變壓器，斷面負荷參數；基于電磁暫態建模方法，建立特高壓輸 變電線路的分布式模型、主變壓器和特高壓聯網工程詳細模型和區域電網電源和負荷的等 值模型； 步驟2 :確定長度為1特高壓輸電線路的充電無功總量Q。和高抗補償量Q gl，通過 計算特高壓典型線路獲得長度為1輸電線路的充電無功總量Q。，利用關系式Qgl= 〇. 8Q。計 算高抗的總補償量； 步驟3 :確定抑制由空載長線路的電容效應引起的工頻過電壓特高壓輸電線路受 端電網側的并聯高抗的容量Qgl2，采用仿真方法校驗特高壓輸電線路受端電網側的工頻過 電壓；從零逐漸增大特高壓輸電線路受端電網側的并聯高抗的容量，隨著高抗容量上升， 線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使特高壓線路受端電網側的工頻過電壓水平不高于 I. 3pu的最小尚抗容量作為線路受端電網側的并聯尚抗的設計容量Qgl2; 步驟4 :確定抑制線路滿載情況下甩負荷引起工頻過電壓并聯電抗器容量Qgl3，以 一回型號8x LGJ-500/35鋼芯鋁絞線為實例，輸送功率最高3000MVA，當線路輸送最高功率 2800MW時，特高壓運行低壓側投入2*240Mvar低壓電容器；以Q gl2為并聯電抗器的容量；此 時跳開線路末端斷路器，檢測特高壓線路末端能否滿足要求，低于I. 4pu (持續時間不超過 0. 5s);如果不能滿足要求，改變并聯電抗器的容量，直到滿足要求的最小電抗容量，確定值 為 Qgl3; 步驟5 :確定抑制低壓側單相短路導致工頻過電壓并聯電抗器容量Qgl4，以Qgl3為 并聯電抗器的容量，對500kV側A相短路，校核短路點需滿足單相短路條件；檢測特高壓線 路末端能否滿足要求，低于I. 4pu (持續時間不超過0. 5s);如果不能滿足要求，改變并聯電 抗器的容量，直到滿足要求的最小電抗容量，確定值為Qgl4; 步驟6 :取同時滿足條件的并聯高抗容量Qgl5作為特高壓輸電線路受端高抗容量； 根據關系式可算出特高壓輸電線路送端并聯電抗起容量Q g25; 步驟7 :根據特高壓輸電線路送端網側并聯高抗的容量Qg25和特高壓輸電線路受 端網側并聯尚抗的容量Qgi5布置特尚壓輸電線路的并聯尚壓電抗器。 所述的，在于包括以下步驟： 步驟1 :建立系統的基于PSCAD電磁暫態仿真模型：收集系統參數，包含同步電 機，輸電線路，主變壓器，串聯補償，低壓電抗器補償，低壓電容器補償，500kV聯網工程線 路，500kV變壓器，斷面負荷參數； 步驟2 :基于電磁暫態建模方法，建立特高壓輸變電線路的分布式模型、主變壓器 和特高壓聯網工程詳細模型和區域電網電源和負荷的等值模型； 確定聯絡線的充電無功總量Q。； 特高壓輸電線路沿線電壓和電流的無損長線路方程為： 式中：為波阻抗：為相位常數；X為離受端的距離，&為單位 長度電抗;b。為單位長度電納；Γ為受端電壓，之為受端電流；良和之分別為線路沿線的 電壓和電流； 以受端電玨為基準，若受端傳輸功率為： Sr= Pr+jQr； (2); 式中屯為線路受端的視在功率，P Λ受端有功功率為受端無功功率； 則式（1)的表達形式可化為： 公式（3)符號含義與公式⑴和公式⑵相同； 長度為1的線路產生的充電無功，用單位長度電納b。的充電功率積分形式表示： 公式⑷中Q。為長線充電無功功率，^為線路沿線電壓向量，釔為線路沿線電壓 向量的轉置，Z。為波阻抗，b。為單位長度電納； 結合式（2)中的電壓方程，長線路充電功率為： 公式（5)中符號代表的含義同公式（1)-⑷相同； 通過式（5)可看出，線路充電無功功率與線路傳輸功率，線路長度和單位電抗和 電納有關； 以額定電壓1000kV，型號8x LGJ-500/35鋼芯鋁絞線為實例，線路相關參數如下 表所示 通過計算確定長度1特高壓線路的充電無功總量Q。，取高抗補償度80%，求出高 抗補償量為Q gl= 0. 8Q c; 步驟3 :確定抑制由空載長線路的電容效應引起的工頻過電壓特高壓輸電線路受 端電網側的并聯高抗的容量Qgl2，采用仿真方法校驗特高壓輸電線路受端電網側的工頻過 電壓；從零逐漸增當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種典型特高壓輸電線路高抗補償方法，其特征在于包括以下步驟:步驟1：建立系統的基于PSCAD電磁暫態仿真模型:收集系統參數，包含同步電機，輸電線路，主變壓器，串聯補償，金屬氧化物避雷器，低壓電抗器補償，低壓電容器補償，500kV聯網工程線路，500kV變壓器，斷面負荷參數；基于電磁暫態建模方法，建立特高壓輸變電線路的分布式模型、主變壓器和特高壓聯網工程詳細模型和區域電網電源和負荷的等值模型；步驟2：確定長度為l特高壓輸電線路的充電無功總量Qc和高抗補償量Qg1，通過計算特高壓典型線路獲得長度為l輸電線路的充電無功總量Qc，利用關系式Qg1＝0.8Qc計算高抗的總補償量；步驟3：確定抑制由空載長線路的電容效應引起的工頻過電壓特高壓輸電線路受端電網側的并聯高抗的容量Qg12，采用仿真方法校驗特高壓輸電線路受端電網側的工頻過電壓；從零逐漸增大特高壓輸電線路受端電網側的并聯高抗的容量，隨著高抗容量上升，線路工頻過電壓將逐漸下降，選擇可使特高壓線路受端電網側的工頻過電壓水平不高于1.3pu的最小高抗容量作為線路受端電網側的并聯高抗的設計容量Qg12；步驟4：確定抑制線路滿載情況下甩負荷引起工頻過電壓并聯電抗器容量Qg13，以一回型號8x?LGJ?500/35鋼芯鋁絞線為實例，輸送功率最高3000MVA，當線路輸送最高功率2800MW時，特高壓運行低壓側投入2*240Mvar低壓電容器；以Qg12為并聯電抗器的容量；此時跳開線路末端斷路器，檢測特高壓線路末端能否滿足要求，低于1.4pu(持續時間不超過0.5s)；如果不能滿足要求，改變并聯電抗器的容量，直到滿足要求的最小電抗容量，確定值為Qg13；步驟5：確定抑制低壓側單相短路導致工頻過電壓并聯電抗器容量Qg14，以Qg13為并聯電抗器的容量，對500kV側A相短路，校核短路點需滿足單相短路條件；檢測特高壓線路末端電壓能否滿足要求，低于1.4pu(持續時間不超過0.5s)；如果不能滿足要求，改變并聯電抗器的容量，直到滿足要求的最小電抗容量，確定值為Qg14；步驟6：取同時滿足條件的并聯高抗容量Qg15作為特高壓輸電線路受端高抗容量；根據關系式Qg25＝Qg1?Qg15可算出特高壓輸電線路送端并聯電抗起容量Qg25；步驟7：根據特高壓輸電線路送端網側并聯高抗的容量Qg25和特高壓輸電線路受端網側并聯高抗的容量Qg15布置特高壓輸電線路的并聯高壓電抗器。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：程孟增，沈方，孫剛，張明理，史喆，商文穎，宋穎巍，李華，李常信，孫曉非，張曉天，朱赫炎，梁毅，胡大龍，蔣理，
申請(專利權)人：國家電網公司，國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11
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