改善电网电压水平的发电机励磁系统调差系数优化策略

DOI :10.7500/AEPS201301231

一改善电网电压水平的发电机励磁系统调差系数优化策略

安一军1,穆一钢1,郑太一2,王明星1,刘柏林1,姜一旭2

(1.

东北电力大学电气工程学院,吉林省吉林市132012;2.国网吉林省电力有限公司,吉林省长春市130021)摘要:充分发挥发电机无功电压调节潜力,改善电网电压质量,是电力系统无功电压控制的重要目

标三从改善电网全运行电压水平角度出发,提出了发电机励磁系统调差系数优化整定策略三分析了发电机励磁系统调差系数对电网电压的影响,给出了发电机励磁系统调差系数分区整定原则,建立了以系统多运行方式下中枢点电压波动指标为最小的目标函数,以电网潮流约束方程和发电机励磁系统调差系数为控制变量的优化模型,采用粒子群优化算法对其模型进行求解三将优化策略应用到吉林省电网发电机励磁系统调差系数整定中,仿真结果与实际应用均表明,提出的优化整定策略对改善电网运行电压质量,提高发电机无功调节潜力具有重要的意义三关键词:无功电压控制;励磁系统;调差系数;控制策略;粒子群优化算法

收稿日期:2013-01-29;修回日期:2013-05-24三

教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1114)

三0一引言

电压是电能质量的重要指标,维持正常的电压水平是电力系统安全经济运行的重要保障三电网电压水平与无功功率平衡密切相关,当系统中无功电

源与无功负荷平衡关系被打破时,将会引起电压变

化,严重时导致电压越限,影响系统的安全运行[

1-2]

三合理调控无功电源是保证电压水平的重要措

施三同步发电机作为电力系统中重要的无功电源,具有无功调节范围大二快速自动连续无功调节二无功

调节品质好二无需附加投资等特点,对电网的电压水

平具有重要的影响[

3]

三励磁系统调差系数是描述同步发电机无功电压

外特性的参数,其值大小不但对发电机电压和无功功率具有重要影响,也间接影响到电网电压水

平[4-6]

三因此,有必要对励磁系统调差系数进行合理

整定三

目前,电力企业管理部门按照发电机励磁系统技术要求的国家标准,对发电机励磁系统调差系数

的整定以保证发电厂内发电机安全运行且并列运行

的发电机间无功功率合理分配为目标[7]

,并未考虑

发电机励磁系统调差系数对电网电压的支撑作用三笔者曾对某省级电力系统中发电机励磁系统调差系数现状进行过深入调研,发现该电力系统中各发电

机间励磁系统调差系数整定值差异较大,并未充分

发挥发电机的无功调节能力[

8]

三国内外学者对励磁系统调差系数的整定也展开

了深入研究,文献[9-10]

以单机无穷大系统为研究对象,分析了励磁系统调差系数对电力系统功角稳定性的影响;文献[11-13]研究了励磁系统调差系数对电力系统电压稳定性的影响,并给出了提高电力系统电压稳定性的励磁系统调差系数控制措施;文献[14]提出基于全网网损最小为目标,典型运行方式下部分发电机励磁系统调差系数的优化配置方案,但是并未考虑励磁系统调差系数的整定对电网电压水平的改变程度三

本文从改善电网全运行电压水平的角度出发,在基于电网分区结果的基础上,提出发电机励磁系统调差系数优化整定策略三通过建立吉林省电网发电机励磁系统调差系数的优化模型,采用改进的粒子群优化方法给出了发电机励磁系统调差系数优化整定方案三仿真分析和实际运行效果证明了本文所提策略的有效性三

1一励磁系统调差系数基本概念

同步发电机励磁系统调差系数决定了发电机无功电压调节特性三发电机的励磁系统调差系数是指发电机端电压U G 随发电机无功功率Q G 变化而变

化的直线斜率,其表达式为:β=-ΔU G

ΔQ G

(1)按照调差系数的定义可以分为正调差二负调差和零调差,如图1所示三

79 第37卷一第23期2013年12月10

日Vol.37一No.23Dec.10,2013