[發明專利]一種適用于電磁暫態分析的電力系統動態等值方法

無效

• 申請號: 201110046957.6
• 申請日: 2011-02-28
• 公開（公告）號: CN102104252A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 徐政;翁華;陳新琪
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江省電力試驗研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02H7/26
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 馬士林

技術領域

本發明涉及電力系統動態等值方法，尤其涉及一種適用于電磁暫態分析的電力系統動態等值方法。

背景技術

隨著我國交直流大電網的發展，使得交直流輸電系統越來越龐大。現有的交直流電力系統機電暫態仿真程序只能模擬基波對稱情況下的系統，對偏離理想假設條件的運行狀態則不能給出精確和嚴格的分析；交直流混合系統不對稱故障情況下，再按照機電暫態仿真程序的正序分量計算會得出與實際情況不符合的結果，所以目前應用于電力系統中的機電暫態仿真程序無法滿足系統不對稱故障期間的仿真要求。為了準確模擬含有多回大容量直流輸電線路的交直流大電網在不對稱故障期間的暫態特性，必須采用計算量非常大的電磁暫態仿真分析方法。對于大規模系統，直接用電磁暫態仿真計算，計算量太大，一般計算前都要對被仿真網絡進行簡化等值。

電力系統動態等值方法主要有同調等值法、模態等值法、辨識等值法三類，但這三類等值方法主要適合于機電暫態分析，在等值過程中會在連接內外部系統節點間引入等值的阻抗支路，有些支路會出現負電阻。但在電磁暫態仿真中無法處理負電阻支路，因此需要開發一套行之有效的適用于電磁暫態仿真的動態等值方法。

發明內容

本發明提供了一種適用于電磁暫態分析的電力系統動態等值方法，避免傳統等值方法在等值過程中出現負阻抗支路的問題。

一種適用于電磁暫態分析的電力系統動態等值方法，保留電力系統中500kV及以上電壓等級的主干網架，將500kV母線分為兩類，其中第一類：500kV母線之間只通過500kV或以上電壓等級的主干線路相連；第二類：500kV母線之間除了通過500kV或以上電壓等級的主干線路相連之外，還通過低于500kV電壓等級的線路相連；

所述的等值方法包括對第一類500kV母線進行等值和對第二類500kV母線進行等值，其中對第一類500kV母線進行等值為對與每條第一類500kV母線連接的低于500kV電壓等級的網絡逐一進行等值，包括構建等值模型和確定模型參數：

構建等值模型：將與每條第一類500kV母線連接的低于500kV電壓等級的網絡等值為一個等值發電機和一個等值負荷，其中等值發電機與該條第一類500kV母線通過一個等值升壓變壓器相連，等值負荷與該條第一類500kV母線通過一個等值降壓變壓器相連；

確定模型參數：確定等值發電機的容量、該條第一類500kV母線電壓、從低于500kV電壓等級的網絡注入到該條第一類500kV母線的短路電流以及等值發電機的次暫態電抗，根據等值前后注入第一類500kV母線短路電流保持不變的原則，確定等值發電機的參數；根據等值前后電力系統潮流不變的原則，確定與該條第一類500kV母線相連的等值負荷的參數；

所述的對第二類500kV母線進行等值為將所有第二類500kV母線根據是否通過同一低于500kV電壓等級的網絡相連劃分為不同集合，將與同一低于500kV電壓等級的網絡相連的第二類500kV母線劃分在同一集合內，對與每個集合相關的低于500kV電壓等級的網絡逐一進行等值，包括構建等值模型和確定模型參數：

構建等值模型：將與每個集合內所有第二類500kV母線連接的低于500kV電壓等級的網絡等值為一個等值發電機和數量與該集合內第二類500kV母線相同的等值負荷，其中等值發電機與該集合內每條第二類500kV母線之間分別通過各自的等值升壓變壓器相連，每個等值負荷與和其對應的第二類500kV母線通過各自的等值降壓變壓器相連；

確定模型參數：確定等值發電機的容量、有功功率、無功功率；該集合內所有第二類500kV母線的母線電壓；從低于500kV電壓等級的網絡注入到所有該集合內每條第二類500kV母線的短路電流以及等值發電機的次暫態電抗，根據注入所有第二類500kV母線的短路電流保持不變的原則，確定的等值發電機的參數；根據等值前后電力系統潮流不變的原則，確定每個等值負荷的參數。

所述的對第一類500kV母線進行等值中確定模型參數的方法為：

(1)獲取與單條第一類500kV母線通過低于500kV電壓等級的網絡相連的所有發電機的容量和慣性時間常數，計算得到相應的等值發電機的容量和慣性時間常數；

(2)獲取該條第一類500kV母線的電壓幅值和相角，得到該條第一類500kV母線電壓；

(3)根據等值前電力系統的短路電流計算得到從低于500kV電壓等級的網絡注入該條第一類500kV母線的短路電流；