[發(fā)明專利]適用于連鎖故障的交直流電網(wǎng)靜態(tài)等值方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310497050.0
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103647272A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F19/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)連鎖故障技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于連鎖故障的交直流電網(wǎng)靜態(tài)等值方法。?

背景技術(shù)

目前，我國已逐步形成了跨區(qū)域、交直流互聯(lián)電力網(wǎng)絡(luò)格局。大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)在減小備用容量、提高系統(tǒng)運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)性方面取得了理想的效果，但同時(shí)也使實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)變得更加困難，計(jì)算問題的規(guī)模更大、耗時(shí)更多。更為嚴(yán)重的是，電網(wǎng)的跨區(qū)域互聯(lián)使由單一元件故障而引發(fā)的連鎖反應(yīng)發(fā)生的概率大大增加，故障一旦發(fā)生，其波及的范圍及造成的損失也大幅度增加。其中，連鎖故障是造成大規(guī)模停電事故的一大原因。?

目前，已經(jīng)應(yīng)用于連鎖故障分析的模型有OPA模型、CASCADE模型、分支過程模型等。分析連鎖故障的過程通常涉及到大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)的多次潮流計(jì)算。然而，在對不同運(yùn)行狀態(tài)下的大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)，通常會受到計(jì)算容量和求解時(shí)間的困擾。另外，在對電網(wǎng)進(jìn)行在線計(jì)算時(shí)，通常難以準(zhǔn)確地通過調(diào)度中心獲得整個外部系統(tǒng)的全部實(shí)時(shí)信息。為了快速而準(zhǔn)確獲得所關(guān)心的內(nèi)部系統(tǒng)的潮流信息，可以對外部系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)等值，保留其中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，去掉不關(guān)心的部分，從而縮小問題規(guī)模，節(jié)省大量運(yùn)算時(shí)間。?

在交流系統(tǒng)等值方面，國內(nèi)外的研究成果已經(jīng)比較成熟，比較常見的是Ward等值法和REI（Radial,Equivalent?and?Independent）等值法。Ward等值法的等值模型較為簡單，對于線性系統(tǒng)是一種嚴(yán)格的等值方法，因此應(yīng)用較為廣泛。?在常規(guī)Ward等值法的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展Ward等值法在每一個邊界節(jié)點(diǎn)的外部加入一個節(jié)點(diǎn)注入無功功率為0的虛擬PV節(jié)點(diǎn)來反映內(nèi)網(wǎng)擾動時(shí)外網(wǎng)無功響應(yīng)的變化。這些虛擬PV節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和與之相連的邊界節(jié)點(diǎn)的電壓幅值一致，均可由在線狀態(tài)估計(jì)得到。擴(kuò)展Ward等值法在保留Ward等值網(wǎng)簡單性的同時(shí)，提高了有功、無功相應(yīng)的準(zhǔn)確度，是目前最為成熟、應(yīng)用最廣泛的等值手段。?

在交直流系統(tǒng)等值方面，國內(nèi)外鮮有文獻(xiàn)涉及。冷永杰在《交直流混合系統(tǒng)外網(wǎng)等值研究》（中國電力，2008，(08):12-15）中提出了一種利用穩(wěn)態(tài)潮流數(shù)據(jù)將直流線路轉(zhuǎn)化為交流線路的處理方法，并基于此方法進(jìn)行了外網(wǎng)靜態(tài)等值試驗(yàn)。這種等值方法簡便，誤差精度可接受，因此具有一定應(yīng)用推廣價(jià)值。?

然而，目前的等值方法并沒有應(yīng)用于連鎖故障模型中。為此，應(yīng)在常規(guī)等值的基礎(chǔ)上，對等值邊界線路和設(shè)備的初始故障等參數(shù)進(jìn)行特殊處理設(shè)置，使等值邊界能夠很好地模擬外網(wǎng)連鎖故障對內(nèi)網(wǎng)的影響，從而使等值方法適用于連鎖故障分析，減小計(jì)算規(guī)模，顯著提高仿真效率。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于連鎖故障的交直流電網(wǎng)靜態(tài)等值方法，通過在外網(wǎng)靜態(tài)等值時(shí)對直流線路進(jìn)行等效處理，并對等值后的邊界線路及設(shè)備的初始故障進(jìn)行設(shè)置，使外網(wǎng)連鎖故障對內(nèi)網(wǎng)的影響能夠很好地反映在邊界上，從而利用等值后的小規(guī)模系統(tǒng)進(jìn)行連鎖故障分析，加快運(yùn)算速度。?

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：?

適用于連鎖故障的交直流電網(wǎng)靜態(tài)等值方法，包括如下步驟：?

步驟1：讀入系統(tǒng)參數(shù)；?

步驟2：根據(jù)用戶輸入的節(jié)點(diǎn)區(qū)域信息及電氣島搜索情況，對待等值系統(tǒng)進(jìn)?行內(nèi)外網(wǎng)劃分，找出邊界節(jié)點(diǎn)；?

步驟3：將交直流電網(wǎng)轉(zhuǎn)化為純交流電網(wǎng)，具體方法如下：?

步驟3.1求解交直流混合系統(tǒng)潮流，求出直流輸電系統(tǒng)兩側(cè)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(jù)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(shù)：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(cè)對地電納b_r0和直流線路逆變側(cè)對地電納b_i0，求解公式如下式：?

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