[發(fā)明專利]一種基于WAMS和在線仿真數(shù)據(jù)的電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定分析方法

有效

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• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102684187A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張文朝;何玉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞集團(tuán)公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體講涉及一種基于WAMS和在線仿真數(shù)據(jù)的電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定分析方法。

背景技術(shù)

隨著我國電力系統(tǒng)的跨區(qū)域互聯(lián)，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，因此發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)并加以重點控制是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的必要條件。

對于互聯(lián)電網(wǎng)，保持靜態(tài)穩(wěn)定性和必要的靜穩(wěn)裕度是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。所謂靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或非周期性失步，自動恢復(fù)到初始狀態(tài)。它主要是通過穩(wěn)定分析計算電網(wǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限，研究系統(tǒng)在各種運(yùn)行方式下的靜態(tài)穩(wěn)定儲備。靜態(tài)穩(wěn)定極限是評價電網(wǎng)強(qiáng)度的最有效指標(biāo)之一，它不僅決定于聯(lián)絡(luò)線本身，還與送電距離、送受端系統(tǒng)強(qiáng)度、動態(tài)電壓支撐等因素有關(guān)。對于大電源送出線、跨大區(qū)或省網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線，網(wǎng)絡(luò)中的薄弱斷面等需要開展靜態(tài)穩(wěn)定分析。所以在電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析中，如何能夠快速篩選出電網(wǎng)的薄弱斷面加以重點控制，關(guān)注運(yùn)行系統(tǒng)中各個輸電斷面的靜態(tài)穩(wěn)定極限值以及靜穩(wěn)裕度對電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著重要的意義。

目前求輸電斷面的靜態(tài)穩(wěn)定功率極限的方法很多，工程實用算法是采用穩(wěn)定計算程序，逐步增加送端機(jī)組的功率，相應(yīng)地減少受端的機(jī)組功率或增加受端的負(fù)荷，求得輸電線路或斷面最大輸送功率即為靜態(tài)功角穩(wěn)定極限。計算過程中應(yīng)盡量保證系統(tǒng)的頻率和電壓在正常范圍內(nèi)，因此，要考慮調(diào)速系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)，并保證增減功率基本平衡。同時應(yīng)注意功率的增減方案要符合實際的功率流向。

隨著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的不斷進(jìn)步，在線動態(tài)安全預(yù)警系統(tǒng)得到了不斷的發(fā)展。但是該方法對系統(tǒng)的詳細(xì)模型和參數(shù)要求很高，穩(wěn)定計算結(jié)果的準(zhǔn)確性很大程度上依賴于在線安全穩(wěn)定評估仿真數(shù)據(jù)中元件模型和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。廣域同步測量系統(tǒng)WAMS可以提供主網(wǎng)的實時運(yùn)行信息，這為電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析提供了新的手段。應(yīng)用WAMS采集電網(wǎng)實時信息，可以有效解決一系列建立系統(tǒng)元件數(shù)學(xué)模型、確定參數(shù)等難題，使結(jié)果更加準(zhǔn)確的反應(yīng)電網(wǎng)真實的情況。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于WAMS和在線仿真數(shù)據(jù)的電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定分析方法，該方法以機(jī)群對系統(tǒng)等值阻抗影響大小為依據(jù)，對電網(wǎng)機(jī)組進(jìn)行同調(diào)分群，并應(yīng)用廣域同步測量系統(tǒng)WAMS(wide?area?measurement?system)提供的動態(tài)信息，計算送端機(jī)群和受端機(jī)群的慣量中心COI(center?of?inertia)功角，從而得到輸電斷面的靜態(tài)穩(wěn)定極限和靜態(tài)穩(wěn)定裕度，為電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定安全校核提供了一種有效的分析方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種基于WAMS和在線仿真數(shù)據(jù)的電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定分析方法，所述分析方法包括以下步驟：

步驟1：判斷支路發(fā)電機(jī)對靜態(tài)穩(wěn)定極限的影響；

步驟2：選擇送端機(jī)群S1和受端機(jī)群S2；

步驟3：計算所述送端機(jī)群S1和受端機(jī)群S2的功角差δ；

步驟4：計算靜態(tài)穩(wěn)定極限P_max和靜穩(wěn)裕度K_P；

步驟5：分析電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定性。

所述步驟1包括步驟：

1-1根據(jù)短路阻抗和靜態(tài)穩(wěn)定極限的關(guān)系，計算斷面母線短路時的總短路電流I_f；

1-2根據(jù)短路阻抗和靜態(tài)穩(wěn)定極限的關(guān)系，計算第i條支路的短路電流I_i；

1-3計算第i條支路短路電流貢獻(xiàn)因子λ_i，即i＝1，2，...，N??????(1)

1-4根據(jù)所述電流貢獻(xiàn)因子λ_i判斷各支路發(fā)電機(jī)對靜態(tài)穩(wěn)定極限的影響，即λ_i越大，支路發(fā)電機(jī)對靜態(tài)穩(wěn)定極限的影響就越大。

所述步驟2中，根據(jù)支路發(fā)電機(jī)對靜態(tài)穩(wěn)定極限的影響選擇所述送端機(jī)群S1和受端機(jī)群S2。

所述步驟3中，計算所述功角差δ包括步驟：

3-1確定所述送端機(jī)群S1的慣性時間常數(shù)M_1i和功角δ_1i；

3-2確定所述受端機(jī)群S2的慣性時間常數(shù)M_2i和功角δ_2i；

3-3分別計算下述式(2)和(3)所述送端機(jī)群S1和受端機(jī)群S2的慣量中心功角δ_COI1和δ_COI2：