[發明專利]一種適用于含不同階次模型的發電機聚合方法

有效

• 申請號: 201410126251.4
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103904649B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 楊誠;朱林;趙利剛;王長香;武志剛;門錕;甄鴻越;李盛川
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;G06F19/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明是一種適用于含不同階次模型的發電機聚合方法，屬于電力系統動態等值技術應用的創新技術。

背景技術

發電機聚合是將多臺具有相似動態特性發電機進行合并化簡的過程，它是電力系統動態等值化簡中的核心工作。傳統的聚合方式可以大致分為經典聚合、詳細聚合和尋優聚合三種。經典聚合的常見思路是加權求和，但要求等值前后的元件模型具有相同的結構形式。而尋優聚合則是圍繞等值機傳遞函數與待聚合發電機傳遞函數的頻率響應偏差最小這一優化目標，通過選擇不同的尋優算法，從而得到等值發電機的參數。但普遍存在耗時、運行效率低，具有一定不確定性，易陷入局部最優等缺點。

通常，一種發電機聚合方法只適用于某特定模型。而實際電力系統中發電機的4階、5階和6階模型均得到廣泛采用。而且一般而言，對于實際的大電網，描述發電機使用的模型并不唯一，常常多種階數的發電機模型（如4階、5階、6階）同時存在于同一電網中。通常的聚合方法是把所有的發電機聚合為一臺等值發電機，需要對待聚合發電機進行參數修正。具體做法總結如下：

1.對與等值機階數相同的待聚合發電機，不需要進行參數修正；

2.對于較等值機階數高的待聚合發電機，省略掉等值機模型中沒有的參數；

3.對于較等值機階數低的待聚合發電機，引入一比例系數k（如容量比例），將其相對于待聚合發電機缺少的參數補全。

上述的做法，要么依賴工程經驗參數，要么忽略部分動態信息，所以不可避免的帶來誤差。當對電網等值化簡的精度要求較高時，上述的處理技巧難以滿足實際仿真要求。

另外一方面，傳統的發電機聚合方法對模型具有明確的要求，存在較強的依賴性。模型階次的差異，也將導致獲取發電機等值參數的困難程度加大。尤其是中處理高階模型，面對工作點設置、尋優方向等綜合約束條件，難以適應于大規模電網（萬余節點，上千臺發電機）的在線應用。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種適用于含不同階次模型的發電機聚合方法。本發明能應用于包含不同階發電機模型的實際復雜電網。本發明的方法跳出只是基于同一階次模型聚合的思路束縛，充分利用原有模型信息，通過模型階次劃分，然后再進一步聚合獲取參數。本發明的方法較傳統的將所有不同階發電機合并為一臺等值機的粗略處理方法，等值精度有較大提升，同時本發明的方法沒有顯著增加計算量。

本發明的技術方案是：本發明適用于含不同階次模型的發電機聚合方法，包括有如下步驟：

1）確定待聚合的發電機；

2）將對每個同調機群分別進行模型分組處理，把一同調機群內的發電機按其模型階次的不同分為若干組；

3）設置待聚合發電機的公共母線電壓，取該階次待聚合發電機的額定電壓平均值，加入移相變壓器使各發電機移置至該階次發電機對應的假想公共母線上；

4）修正移相變壓器兩端的對地支路導納支路，進而修改系統導納陣，將移相變壓器化為理想變壓器，消除移置接入母線所帶來的電壓偏差；

5）檢驗處理后系統的潮流與原系統潮流是否相符，如果相符，則進行下面環節；否則重新選擇公共母線電壓，進行移相變壓器消去；

6）利用發電機的時域系數矩陣不變特性，求取聚合前后注入電流在在同步平面各軸系投影分量，利用投影分量相等，將n組不同模型發電機分別聚合為n臺等值機，獲取聚合后各等值發電機的解析參數；包括最復雜情況下，6階模型中的D軸和Q軸的同步電抗暫態電抗次暫態電抗暫態時間常數T′_D0^*、T′_Q0^*,次暫態時間常數T″_D0^*、T″_Q0^*。

7）用前一步得到的等值機參數進行時域仿真，觀測聚合后發電機轉子角、母線電壓、線路有功功率等動態性能，若與原系統不一致則返回第一步重新指定同調機組；若一致則結束，輸出結果。

上述步驟2）中，如某一同調機群同時存在4、5、6階模型，則將該同調機群的發電機分為4階、5階、6階三個組。

上述步驟3）中，如某一同調機群同時存在4、5、6階模型，則設置4階、5階、6階待聚合發電機的公共母線電壓分別為V_e3、V_e4、V_e5，取該階次待聚合發電機的額定電壓平均值，加入移相變壓器使各發電機移置至該階次發電機對應的假想公共母線上。