TCSEE0198-2021输电网动态无功补偿规划技术导则

CSEE

中国电机工程学会标准

T/CSEEXXXX-YYYY

输电网动态无功补偿配置技术导则

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电机工程学会发布

T/CSEE(/Z)XXXX-YYYY

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4条件、基本原则和流程..............................................................2

4.1条件和基本原则................................................................2

4.2流程..........................................................................2

5必要性论证........................................................................3

5.1基本原则.......................................................................3

5.2必要性论证主要内容.............................................................3

6方案拟定..........................................................................3

6.1无功配置地点筛选方法...........................................................3

6.2单点补偿容量及接入要求.........................................................4

6.3无功配置系统方案设计...........................................................4

6.4安全稳定校核...................................................................4

7方案技术经济比选..................................................................5

7.1比选的基本原则.................................................................5

7.2技术性比较.....................................................................5

7.3经济性比较.....................................................................5

I

输电网动态无功补偿配置技术导则

1范围

本标准规定了输电网动态无功补偿配置应遵循的原则、研究内容及应达到的工作深度、

技术要求作出了规定。

本标准适用于220kV及以上电网的动态无功补偿配置工作。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适

用于本文件。凡是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。

DL/T1773-2017电力系统电压和无功电力技术导则

DL/T755电力系统安全稳定导则

DL/T1234电力系统安全稳定计算技术规范

DL/T5438输变电工程经济评价导则

SD131-84电力系统技术导则（试行）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

输电网

220kV及以上发电厂、电力线路、变压器和直流输电系统组成的电力系统。

3.2

动态无功补偿装置

根据所监控电网高压母线电压变化，快速向电力系统提供或吸收无功功率的并联可控无

功补偿装置，包括静止无功发生器（SVC、STATCOM）和同步调相机。

3.3

暂态电压稳定

暂态电压稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后的10秒至30秒时间段内，在自动调节

和控制装置作用下的，系统电压经过一系列动态过程后能够恢复并保持在允许的范围内，不

发生电压失稳的能力。

3.4

无功电源

电力系统中发出或吸收无功功率的装置，包括同步发电机、动态无功补偿装置、UPFC

等。

1

4条件、基本原则和流程

4.1条件和基本原则

4.1.1输电网动态无功补偿配置作为输电网规划或电网安全稳定运行的需要，在电网无功

规划的指导下针对以下情形以专题的形式开展：

（1）系统失稳风险来源主要是电压失稳的电网。

（2）电动机负荷比重高的重负荷中心电网。

（3）常规直流密集馈入、交直流相互影响大的电网。

（4）潮流波动很大的输电通道近区电网。

4.1.2开展输电网动态无功补偿配置前，下列条件（包括但不限于）已基本明确：

（1）规划水平年、远景年，必要时还应考虑过渡年份；

（2）动态无功补偿配置区域电网的电力系统现状与规划，包括但不限于：电源结构、

电网结构、负荷水平等。

4.1.3输电网动态无功补偿配置应坚持分层分区、就地平衡的原则。

4.1.4输电网动态无功补偿配置应按DL755-2001《电力系统安全稳定导则》4.1.2款的规

定，选择合适的运行方式开展，必要时采用对电网电压稳定不利的特殊运行方式进行校核

计算。

4.2流程

输电网动态无功补偿配置流程如图1所示。

开始

必要性论证

方案拟定

调整优化

需优化

技术经济比较

N

推荐方案

结束

图1输电网动态无功配置流程图

2

5必要性论证

5.1基本原则

5.1.1输电网动态无功补偿配置应在电网规划和电网无功规划的指导下开展。

5.1.2对电网运行中存在的安全稳定风险，宜充分挖掘已有无功电源（包括但不限于发电

机）的动态调节能力，优先采取调整网架结构的措施予以化解。但当调整电网结构的效果较

差，或代价过大，或建设工期难以满足要求时，经充分论证后可配置适当容量的动态无功

补偿设备。

5.1.3对短路电流水平较高的区域电网优先考虑配置静止无功发生器，对短路电流水平较

低的区域电网优先考虑配置同步调相机，对短路电流水平适中的区域电网需同时对静止无

功发生器和同步调相机两类方案进行技术经济比较。

5.2必要性论证主要内容

5.2.1对规划网架在正常运行方式下进行典型故障的安全稳定计算，包括各类型单一故

障、组合故障等，分析电网存在的安全稳定问题。

5.2.2从提高电网电压稳定水平的角度提出配置静态无功、网架结构优化等措施，分析上

述措施对电网安全稳定的改善作用，综合比较后从满足电力系统N-1原则及抵御电网发生

严重故障能力的角度论证建设动态无功补偿设备的必要性。

5.2.3可直接或间接证明电网需要建设动态无功补偿设备的其他方面论证分析。

6方案拟定

6.1无功配置地点筛选方法

在提出规划方案前，宜先确定电压失稳故障集和电压稳定薄弱区域，并对该区域进行动

态无功补偿地点初步筛选，可按如下步骤进行：

（1）根据正常运行方式下的典型故障安全稳定计算，确定导致系统失稳的故障集，并

分析系统失稳原因，根据失稳类型划分为电压失稳和功角失稳。

（2）按照故障严重程度筛选出导致系统电压失稳的故障集，根据分层分区、就地平衡

的原则，结合无功功率经济传输距离和规划电网特点，按照电压层级和规划区域确定故障所

在区域为电压稳定薄弱区域。

（3）当电压稳定薄弱区域较大，涉及的厂站较多时，需对该区域的电压失稳故障集进

行优化筛选，可以通过减小故障切除时间的方法判断最先出现电压失稳的站点或区域作为关

键的电压稳定薄弱区域。

（4）逐一对电压稳定薄弱区域内的站点装设动态无功补偿设备，计算单位补偿容量对

电网电压稳定的支撑能力。

（5）调查各站点装设动态无功补偿设备的建设条件，提出备选动态无功补偿地点建议。

3

6.2单点补偿容量及接入要求

6.2.1动态无功补偿设备容量宜选用序列化的额定容量，便于采用通用化的设计及标准化

的设备，形成集约效应和规模效益。

6.2.2动态无功补偿设备的接入系统电压等级，宜按电网电压稳定支撑能力最强的接入系

统电压等级考虑。当两个（或以上）接入系统电压对电网电压稳定支撑能力基本相当时，宜

选择建设条件好、经济性较优的接入系统电压。

6.2.3动态无功补偿设备可经专用变压器接入电网，也可利用已有主变接入电网，具体选

择何种接入方式应根据电压等级、对主变运行的影响、建设条件、经济性综合比较确定，

并将相关费用纳入备选方案的经济比较。

6.3无功配置系统方案设计

6.3.1根据单位无功补偿容量对电网电压的支撑能力设计无功配置系统方案。单位补偿容

量对电网电压稳定支撑能力可采用VSF指标或其他合适的指标定量评价。VSF指标可按如下

步骤计算：

（1）根据电压稳定薄弱区域分析结果，确定系统中的电压稳定薄弱点（或薄弱区域的

主导节点）母线，并依次编号1，2，……，K。

（2）选定待安装动态无功补偿装置的母线并依次编号1，2，……，M。

（3）在待安装动态无功补偿装置的第i条母线处投切一定容量Si的无功补偿，使其母

线电压变化1%左右。

（4）记录各电压稳定薄弱点（或薄弱区域的主导节点）母线的电压变化值Δui,j（取标

幺值，j=1，2，……，K）。

（5）则第i条母线对薄弱点电压的支撑强度指标VSFi按式（1）计算。

(1)

式中：

Pj——第j个薄弱点或薄弱区域的供电负荷。

（6）将所有候选母线的VSF指标从大到小排序，对VSF指标大的母线安装动态无功补

偿装置。

（7）根据电压失稳故障集重新评估该区域的电网稳定水平，并重复（3）~（7）步，直

至满足电力系统安全稳定导则或既定的稳定水平目标为止。

6.3.2考虑到依照系统需求提出的动态无功补偿配置方案可能受占地、造价等因素影响，

需在系统需求的优方案基础上，综合经济、施工条件等因素提出其他备选方案供技术经济

比较。

6.4安全稳定校核

4

6.4.1动态无功补偿设备接入电网应满足DL/T755及DL/T1234相关技术规定，根据当前

和规划电网的电源及负荷特性、网架特点，对接入电网方案进行正常运行方式、检修方

式、事故后运行方式及可能特殊运行方式下的潮流计算、短路电流计算和稳定计算，评估

方案的安全稳定性。

6.4.2若无法满足DL/T755及DL/T1234要求，应重新设计无功补偿配置方案，采取提升

对交直流系统支撑能力的措施，如加强交流系统网架，并重新对配置方案开展详细的安全

稳定仿真计算分析和校核，并将相关措施费用纳入备选方案的经济比较。

6.4.3对各备选方案的安全稳定校核，主要包括：

（1）规划水平年不同运行方式、不同故障型式的安全稳定计算校核。

（2）针对各种不确定性因素，开展敏感性分析，如负荷中心极端高负荷运行方式、负

荷模型中电动机负荷比例，进一步排除颠覆性因素。

（3）对过渡年份进行校核计算，并提出动态无功补偿设备的逐年建设计划。

7方案技术经济比选

7.1比选的基本原则

7.1.1拟定的配置方案应满足最基本的技术要求，各方案应具有可比性。

7.1.2技术比较需要从方案的可行性、对电网发展的适应性、系统运行灵活性、对电网安

全稳定水平影响、方案实施难易程度、技术先进性等方面进行分析比较。

7.1.3比选方案的经济性应在可接受范围内，包含的范围、时间应一致，效益和费用计列

口径应一致。

7.1.4综合的技术经济比较，从参与比选的配置方案中选择技术指标优良、经济性好、实

施难度可控的方案，作为推荐的配置方案。

7.2技术性比较

7.2.1重点关注各方案对电网电压稳定水平的提升作用。

7.2.2对多直流馈入电网的动态无功补偿规划方案，宜重点比较各方案对直流运行的影

响。

7.2.3对受端电网的动态无功补偿规划方案，宜重点比较各方案对重负荷中心故障后恢复

运行的影响。

7.2.4对交流输电通道的动态无功补偿规划方案，宜重点比较各方案对通道输电极限的影

响。

7.2.5应充分考虑未来发展的不确定性，比较各方案对电网发展的适应性。

7.3经济性比较

7.3.1经济比选的一般方法：

（1