| 标准编号 | GB/T 40615-2021 (GB/T40615-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Guides of power system voltage stability evaluation | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F21 | | 字数估计 | 10,155 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 40615-2021
电力系统电压稳定评价导则
Guides of power system voltage stability evaluation
1 范围
本文件确立了电力系统电压稳定的评价原则,规定了静态电压稳定、暂态电压稳定和长期电压稳定
评价内容和方法。
本文件适用于110kV及以上电力系统电压稳定计算和分析,其他电压等级参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
3 术语和定义
GB 38755-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电压稳定 voltagestability
电力系统受到小扰动或大扰动后,系统电压能够保持或恢复到允许的范围内,不发生电压崩溃的
能力。
[来源:GB 38755-2019,2.2.2]
3.2
电压崩溃 voltagecolapse
当系统处于电压不稳定状态,负荷仍持续地试图通过增加电流以获得更大的功率(有功或无功),导
致系统大范围电压持续下降的过程。
3.3
电力系统受到小扰动后,系统所有母线保持稳定电压的能力。
[来源:GB 38755-2019,2.2.2.1]
3.4
电力系统受到大扰动后,系统所有母线保持稳定电压的能力。
[来源:GB 38755-2019,2.2.2.2]
3.5
长期电压稳定 long-termvoltagestability
电力系统受到大扰动后,长期过程中系统所有母线保持稳定电压的能力。
3.6
集中接入电力系统的风电场或光伏电站并网点以下所有设备。
注:包括变压器、母线、线路、变流器、储能、风电机组、光伏发电系统、无功调节设备及辅助设备等。
[来源:GB 38755-2019,2.11]
3.7
多馈入直流短路比 multi-infeedDCshort-circuitratio;MSCR
直流馈入换流母线的短路容量与考虑其他直流回路影响后的等值直流功率的比值。
[来源:GB 38755-2019,2.6]
4 总体原则
4.1 电压稳定评价是电力系统安全稳定评价的重要组成部分。电力系统安全稳定评价宜包括电压稳
定评价。
4.2 电力系统的电压稳定评价一般包括静态电压稳定评价和暂态电压稳定评价,在故障后运行方式下
静态电压稳定裕度较低或需要考虑机组过励等长时间元件动态特性时,应采用长期电压稳定评价。
5 电压稳定评价标准
5.1 静态电压稳定评价标准
5.1.1 区域负荷有功功率裕度Kvp的定义为公式(1)。
Kvp=
Pmax-P
P ×100%
(1)
式中:
Pmax---临界运行点的有功功率值,单位为兆瓦(MW);
P ---初始有功功率值,单位为兆瓦(MW)。
5.1.2 区域负荷无功功率裕度Kvq的定义为公式(2)。
Kvq=
Qmax-Q
Q ×100%
(2)
式中:
Qmax---临界运行点的无功功率值,单位为兆乏(Mvar);
Q ---初始无功功率值,单位为兆乏(Mvar)。
5.1.3 在区域最大负荷或最大断面潮流下,正常运行或检修方式下的区域负荷有功功率裕度应大于
8%;N-1故障后运行方式的区域负荷有功功率裕度应大于5%。受电比例较高的地区应适当调高负
荷有功功率裕度。
5.1.4 在区域最大负荷或最大断面潮流下,正常运行或检修方式下的母线负荷无功功率裕度应大于
8%;N-1故障后运行方式的母线负荷无功功率裕度应大于5%。受电比例较高的地区应适当调高负
荷无功功率裕度。
5.1.5 对于多回直流馈入情况,评价交直流系统相对强弱的多馈入短路比指标为:
a) 强---MSCR大于3;
b) 中---MSCR在2~3之间;
c) 弱---MSCR小于2。
5.2 暂态电压稳定评价标准
在电力系统受到大扰动后的暂态过程中,负荷母线电压应在10s以内恢复到0.80p.u.以上(本文
件选取平均额定电压为电压基准值),在新能源密集地区,应保证新能源场站不脱网且不反复进入低电
压穿越。应注意区分由于发电机功角振荡引起的振荡中心附近的电压降低和暂态电压失稳引起的电压
降低。
5.3 长期电压稳定评价标准
在电力系统受到大扰动后的长期过程中,负荷母线电压应保持或恢复到0.90p.u.以上。通过仿真
计算进行判断时,应包含长期动态元件和环节的响应,达到新的平衡点。
5.4 监测母线的选择
实际应用暂态及长期电压稳定评价标准时,应将电压监测点选择在负荷母线处。
6 静态电压稳定评价方法
6.1 基本要求
6.1.1 计算评价静态电压稳定前应明确仿真模型和计算条件,包括分区划分、发电机及新能源模型、发
电机可发的最大无功功率、发电机出力分配方式、机端电压、母线电压、直流模型、直流功率调整方式、无
功补偿模型、变压器模型、负荷模型、负荷增长方式等。
6.1.2 仿真计算应采用静态模型,其中发电机一般采用含无功上下限的PV节点模型;负荷应采用恒功
率模型,也可基于实际情况,采用ZIP模型,并进行比例配置,其中Z、I、P分别表示恒阻抗、恒电流、恒
功率。
6.1.3 负荷增长方式对静态电压稳定性影响较大,应根据实际情况确定,或采取典型增长方式,如计算
P-U曲线,负荷增长方式为恒定功率因数增长;计算 U-Q曲线,负荷增长方式为有功功率不变、无功功
率增长。电源出力应根据负荷增长量,按照电网实际出力分配情况确定。
6.1.4 静态电压稳定的评价结果应包括母线、区域的电压稳定裕度,给出影响电压稳定性的关键负荷
母线、线路以及发电机。
6.2 计算方法及流程
6.2.1 计算方法
P-U,U-Q曲线法均可用于评价系统的静态电压稳定裕度,P-U曲线、U-Q曲线示意图如图1、图2
所示。
图1 恒定电源、电抗及功率因数的标准化P-U曲线
图2 恒定电源、电抗及有功功率的标准化U-Q曲线
6.2.2 P-U曲线
6.2.2.1 负荷增长法是通过某种负荷增长方式增加区域或母线的负荷,以获取P-U曲线。该方法适用
于评价负荷区域的电压稳定性。
6.2.2.2 断面潮流增长法,送端采用增加机组出力,受端一般采用增大负荷,也可采用减小受端机组出
力,使得送、受端断面的潮流增加,以获取P-U曲线。该方法适用于对区域最大输电、受电能力的评估。
6.2.2.3 P-U曲线的“拐点”即为电压崩溃点。通过计算区域有功功率裕度Kvp评价系统的静态电压稳
定性。
6.2.3 U-Q曲线
6.2.3.1 “假想同步调相机法”是在监测母线处假想安置一台不受无功出力限制的同步调相机,通过改
变母线的电压以获得U-Q曲线。......
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