[發明專利]適用于連鎖故障的交直流電網靜態等值方法

有效

• 申請號: 201310497050.0
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103647272A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 余曉鵬;張雪敏;張振安;梅生偉;劉巍;李曉萌;姚銳;朱全勝;曲昊源;雷俊哲;張翔昱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司電力科學研究院;清華大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F19/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.適用于連鎖故障的交直流電網靜態等值方法，其特征在于：包括如下步驟：?

步驟1：讀入系統參數；?

步驟2：根據用戶輸入的節點區域信息及電氣島搜索情況，對待等值系統進行內外網劃分，找出邊界節點；?

步驟3：將交直流電網轉化為純交流電網，具體方法如下：?

步驟3.1求解交直流混合系統潮流，求出直流輸電系統兩側換流站的吸收功率P_r、Q_r、P_i、Q_i以及兩端電壓U_r、U_i和相角

步驟3.2根據吸收功率P_r、Q_r、P_i、Q_i以及兩端電壓U_r、U_i和相角求解交流線路參數：直流線路等效交流電阻R、直流線路等效交流電抗X、直流線路整流側對地電納b_r0和直流線路逆變側對地電納b_i0，求解公式如下式：?

步驟3.3用含有直流線路等效交流電阻R、直流線路等效交流電抗X、直流線路整流側對地電納b_r0和直流線路逆變側對地電納b_i0的交流線路代替外網中的直流線路，將外網變為不含直流輸電線路的網絡；?

步驟3.4將直流線路的等效交流參數R、X、b_r0、b_i0添加至交流線路形成?導納陣中；?

步驟4：對外網進行擴展Ward靜態等值；?

步驟5：輸出等值系統數據文件；?

步驟6：利用等值后的系統進行連鎖故障仿真，對系統邊界上的線路和設備進行初始故障設置，具體方法如下：?

步驟6.1統計內外網交直流線路數目、發電機數目和負荷數目的比值；?

步驟6.2為反映外網特性，根據外網發電機容量設置等值邊界的發電機容量，其方法如下：?

步驟6.2.1統計外網每個電氣島中發電機容量，得到這些發電機容量總和?

步驟6.2.2統計每個電氣島所連邊界節點數量n_g；?

步驟6.2.3計算等值邊界的發電機容量（單位：MVA）：

步驟6.3根據外網線路容量設置等值邊界上的線路容量，具體方法如下：?

步驟6.3.1對外網每個電氣島中線路的容量求和

步驟6.3.2統計邊界上連接每個電氣島的等值線路的數目n_l；?

步驟6.3.3計算每條等值線路的容量其中，k為電網中平均最短路徑所經過線路的個數；?

步驟6.4根據步驟6.1的統計結果，隨機在內外網產生若干不同種類的故障；?

步驟6.5等值后內網同時發生故障的線路或設備個數應相應地與全網同時發生故障的線路或設備個數成比例，該比值約為內網與全網節點規模的比例；?

步驟6.6若故障發生在內網，隨機在內網線路或設備上設置不同類型的故?障；若故障發生在外網，則在等值線路或設備上產生相應的故障；?

步驟6.7考慮到等值線路和設備的數量有限，外網發生故障時不能直接用等值線路或設備切除來進行模擬，針對不同的故障類型給出故障概率設置方法如下：?

步驟6.7.1線路開斷故障：在(0,1)區間按照冪律分布產生隨機數n，使線路的導納和容量相應地變為原來的n倍；?

步驟6.7.2短路接地故障：在相應的故障線路上設置接地電阻，其阻值等于在(0,1)區間產生隨機數n；?

步驟6.7.3發電機退出故障：在(0,1)區間按照冪律分布產生隨機數n，令故障發電機的出力為原來的n倍；?

步驟6.7.4負荷切除故障：在(0,1)區間按照冪律分布產生隨機數n，令故障負載的功率為原來的n倍。?

2.根據權利要求1所述的適用于連鎖故障的交直流電網靜態等值方法，其特征在于：步驟4所述的對外網進行擴展Ward靜態等值的方法如下：?

步驟1：計算等值網絡的導納陣，按如下公式計算：?

其中：為外部節點附加在邊界節點上的等值網絡導納矩陣，Y_BB為邊界節點與邊界節點之間形成的導納陣，Y_BE為邊界節點與外部節點之間形成的導納陣，Y_EE為外部節點之間形成的導納陣，Y_EB為外部節點與邊界節點之間形成的導納陣；?

步驟2：計算邊界節點的等值注入功率，按如下公式計算：?

其中，為邊界節點等值注入有功功率，為邊界節點等值注入無功功?率，為邊界節點i電壓幅值，為與邊界節點i相連的節點的電壓幅值，為與邊界節點i與相連的節點j之間的電壓相角差，g_ij是與邊界節點i相連的聯絡線或等值支路的線路電導，b_ij是與邊界節點i相連的聯絡線或等值支路的線路電納，g_i0是與邊界節點i相連的支路在i側的對地支路電導，b_i0是與邊界節點i相連的支路在i側的對地支路電納；?

步驟3：在每個邊界節點處增加一條連接到一個虛構PV節點的虛構支路，用來反映外部系統對于內部系統變化的無功響應，虛擬支路的導納由以下步驟得到：?

步驟3.1：回到未化簡系統的原始導納矩陣Y，插入所有并聯支路，并把所有外部系統的PV節點接地，即將導納陣中的外部節點PV節點的自導納設置的盡量大；?

步驟3.2：重復步驟1進行網絡化簡計算，消去所有外部節點以獲得邊界節點處的等值并聯支路；?

步驟3.3：只取等值并聯支路中的感性或者容性無功元素，即得到導納。