[發明專利]近區密集火電多直流外送系統次同步振蕩的分析方法

在審

• 申請號: 201410607929.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104331620A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 田蓓;張爽;孫海順;公正;焦龍;梁劍;江桂芬;顧雨嘉
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力公司電力科學研究院;華中科技大學;國家電網公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

技術領域

本發明電力系統風險檢測技術領域，尤其是近區密集火電多直流外送系統次同步振蕩的分析方法。

背景技術

隨著“西電東送”的推進，大型火電基地經串聯電容補償線路、高壓直流輸電(HVDC)的點對網輸電已成為我國重要的輸電模式。上述輸電模式在提高系統輸電能力的同時，也可能會造成電力系統的次同步振蕩。近年來，我國一些火電基地均不同程度發生了次同步振蕩問題，系統包括串聯電容補償或直流遠距離輸電工程且可能涉及臨近的不同機組和電廠，次同步振蕩特性復雜，不能簡單的用單機簡化系統對其進行特性模擬和研究。因此，需要對近區密集火電多直流外送系統的次同步振蕩特性進行深入的分析和研究。特征值分析法是研究次同步振蕩問題的精確的數學方法。特征值分析法能夠明確系統結構、參數等因素對次同步振蕩阻尼的影響；同時，結合控制理論，特征值分析法也可為次同步振蕩抑制措施控制器的設計提供理論基礎和方法指導。但目前特征值分析的研究對象主要為單機系統，復雜系統的SSO特征值分析還存在一定的困難。

電力系統次同步振蕩分析需計及網絡元件的動態特性，，而實際電網中元件的接線較為復雜，且網絡獨立狀態變量的選取不易，造成復雜電網的網絡部分狀態空間建立十分復雜。目前的研究主要建立在對網絡進行良好的拓撲分析獲得網絡的常態樹的基礎上，然后選取樹枝電容電壓和連枝電感電流為網絡部分的狀態變量，并按照嚴格的規則和正方向規定對節點和支路進行編號排序形成網絡基本割集和基本回路矩陣，最后，利用全網的KCL(Kirchhoff's?Circuit?Laws)、KVL(Kirchhoff's?Voltage?Laws)消去除狀態變量和輸入、輸出變量外的其他變量，得到網絡部分的狀態空間；由于復雜系統網絡常態樹的生成十分復雜，且全網的KCL和KVL運算量大，因此，該方法應用于復雜系統的次同步振蕩分析具有一定的實現難度。此外，在系統網絡結構變化時，上述方法需重新對網絡變量進行排序，重新建立模型網絡元件的動態特性矩陣、KCL/KVL系數矩陣，計算復雜度高。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種近區密集火電多直流外送系統次同步振蕩的分析方法，以解決現有技術中機組的次同步振蕩風險檢測復雜的問題。

在一些說明性實施例中，所述近區密集火電多直流外送系統次同步振蕩的分析方法，包括：

步驟1、獲取近區密集火電多直流外送系統的靜態參數；

步驟2、利用所述靜態參數，篩選出存在次同步振蕩風險的機組，作為待研究機組；

步驟3、構建網絡部分的復頻域方程和每個所述待研究機組的發電機電磁部分的復頻域模型；

步驟4、根據所述復頻域方程和所述復頻域模型計算出每個所述待研究機組的復轉矩系數；

步驟5、根據每個所述待研究機組的復轉矩系數，分析出該待研究機組的存在次同步振蕩風險的頻率。

與現有技術相比，本發明的說明性實施例包括以下優點：

利用基于復頻域端口等效導納矩陣(CPCM)的復轉矩系數法計算機組復轉矩系數，分析其次同步振蕩阻尼特性。該方法無需進行復雜的拓撲分析生成網絡常態樹來確定網絡的狀態變量，無需按照嚴格的規則和正方向規定對支路和節點進行編號，可方便的生成網絡部分狀態空間，計算復雜度小；在網絡結構發生變化時可快速的對網絡部分狀態空間進行修改。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是按照本發明的說明性實施例的流程圖；

圖2是按照本發明的說明性實施例的三相對稱的R-L串聯支路和C支路示意圖；

圖3是本發明實施例中#1機組電氣彈性系數和電氣阻尼系數頻域圖；

圖4是本發明實施例中#1機組機械彈性系數和機械阻尼系數頻域圖；

圖5是本發明實施例中#1機組綜合彈性系數和綜合阻尼系數頻域圖；

圖6是本發明實施例中#2機組電氣彈性系數和電氣阻尼系數頻域圖；

圖7是本發明實施例中#2機組機械彈性系數和機械阻尼系數頻域圖；

圖8是本發明實施例中#2機組綜合彈性系數和綜合阻尼系數頻域圖。

具體實施方式

在以下詳細描述中，提出大量特定細節，以便于提供對本發明的透徹理解。但是，本領域的技術人員會理解，即使沒有這些特定細節也可實施本發明。在其它情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法、過程、組件和電路，以免影響對本發明的理解。