[發明專利]一種基于時域仿真的全過程動態電壓穩定裕度評估方法

有效

• 申請號: 201310195329.3
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103336882B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 張艷萍;張健;張鑫;陳予堯
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于時域仿真的全過程動態電壓穩定裕度評估方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)根據計算需求搭建網絡拓撲結構、系統動態元件模型，建立系統計算需要的潮流、穩定文件，并根據系統實際情況，在所述穩定文件中輸入其它動態元件參數；

(2)讀入潮流數據，計算得到潮流解并生成結果文件；

(3)讀入穩定數據，確定故障類型、負荷增長的區域或母線名稱、負荷增長的速率，根據負荷、有載調壓變壓器和勵磁過勵限制的作用方式，填寫相應的故障卡和負荷增長控制語句，進行全過程動態仿真的穩定計算；

(4)根據仿真計算得到的負荷可持續增長時間T_max進行結果分析；

步驟(1)所述系統動態元件模型包括發電機、勵磁系統、電力系統穩定器、調速器、原動機和負荷模型；

步驟(1)所述其它動態元件包括有載調壓變壓器、發電機過勵磁限制器和繼電保護裝置；

所述負荷模型包括靜態負荷模型和感應馬達模型；

所述靜態負荷模型為：

其中：P₀為有功負荷，P₁、P₂、P₃分別為恒定阻抗有功負荷比例、恒定電流有功負荷比例、恒定功率有功負荷比例，V為系統實際電壓、V₀為系統參考電壓，Δf為頻率變化量，L_DP為頻率變化1％引起的有功變化百分數；Q₀為無功負荷；Q₁、Q₂、Q₃分別為恒定阻抗無功負荷比例、恒定電流無功負荷比例、恒定功率無功負荷比例；L_DQ為頻率變化1％引起的無功變化百分數；上式中P₁+P₂+P₃＝1，Q₁+Q₂+Q₃＝1；

步驟(3)中，若系統為負荷增長、發電機過勵限制和有載調壓變壓器相繼作用方式，所述全過程動態仿真的穩定計算包括如下步驟：

a)確定負荷可持續增長時間T的初值t₀，即T＝t₀；令其中Δt為迭代時間步長；

b)確定仿真計算時間T_END，執行仿真計算；仿真計算時，隨著負荷的持續增長，若系統失穩，則執行步驟c)；若負荷持續增長T秒后系統保持穩定運行，則執行步驟d)；

c)令T＝T-Δt，執行步驟e)；

d)令T＝T+Δt，執行步驟e)；

e)判斷迭代時間步長Δt，若Δt≤0.5，執行步驟f)，否則返回步驟b)；

f)得到負荷可持續增長時間T_max＝T，計算結束。

2.如權利要求1所述的評估方法，其特征在于，所述感應馬達模型為：

根據已知的電動機定子電阻R_S，電動機定子電抗X_S，激磁電抗X_M，轉子電阻R_R，轉子電抗X_R，馬達滑差S，計算機械轉矩系數A、機械轉矩系數B和機械轉矩系數C。

3.如權利要求1所述的評估方法，其特征在于，步驟(3)中，若系統為負荷增長、發電機過勵限制和有載調壓變壓器同步作用方式，所述全過程動態仿真的穩定計算包括如下步驟：

a)確定負荷可持續增長時間T的初值t₀，即T＝t₀；

b)令仿真計算時間T_END＝T，執行仿真計算；仿真計算時，隨著負荷的持續增長，若系統電壓未失穩，執行步驟c)；若系統電壓失穩，執行步驟d)；

c)令T＝2t₀，返回步驟b)；

d)通過監控系統負荷功率的變化，讀取系統失穩前極限功率對應的時間點為負荷可持續增長時間T_max，計算結束。

4.如權利要求1所述的評估方法，其特征在于，步驟(4)根據負荷可持續增長時間T_max進行結果分析包括如下步驟：

I、根據負荷功率增長曲線讀取T_max點處對應的節點功率增長極限；

II、由下式計算動態電壓穩定裕度指標：

式中，Kp－動態電壓穩定裕度指標；

p₀′－系統初始功率；

p₁′-系統極限功率；

p₀′可以由系統正常運行方式統計得到，p₁′由全過程仿真計算后由仿真分析的結果得到。