[發(fā)明專利]一種含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510587673.6
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105224728B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 潘曉杰;孫海順;王瑩;黨杰;奚江惠;張順;邵德軍;劉兵
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;華中電網(wǎng)有限公司;華中科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識產(chǎn)權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

1.一種含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

10、輸入故障前的網(wǎng)絡信息、發(fā)電機動態(tài)參數(shù)和故障條件，建立包含詳細發(fā)電機模型的電力系統(tǒng)模型，其中：

故障前的網(wǎng)絡信息包括發(fā)電機有功和無功出力、負載有功功率和無功功率、網(wǎng)絡元件參數(shù)及網(wǎng)絡拓撲以及所有節(jié)點電壓幅值與相位，

發(fā)電機動態(tài)參數(shù)包括同步機參數(shù)及勵磁調(diào)節(jié)器參數(shù)，

包含詳細發(fā)電機模型的電力系統(tǒng)模型為：同步機采用階數(shù)>2的高階模型，勵磁調(diào)節(jié)器通過噪聲帶寬等效的方法等值為輸出限幅的一階慣性環(huán)節(jié)，負荷采用恒定阻抗模型；

20、確定故障模式；

30、計算角點CRN；

40、計算發(fā)電機等值參數(shù)，發(fā)電機定子等值內(nèi)阻抗z_eq的計算公式為：

其中，為CRN處發(fā)電機的等值電動勢，分別為CRN處發(fā)電機定子電壓、定子電流的d軸分量和q軸分量；

50、求解準確的主導不穩(wěn)定平衡點CUEP；

60、根據(jù)CUEP與故障清除時刻的系統(tǒng)能量差值計算能量裕度。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法，其特征在于，所述的步驟20中包括以下步驟：

21：采用數(shù)值積分方法計算故障軌跡，確定擾動結束時刻各機組的角度及角速度

22：根據(jù)故障清除時刻t_cl各機組的角度及角速度進一步計算t_cl時刻各機組暫態(tài)動能及加速度，分別按機組暫態(tài)動能和加速度分別降階排序得到兩個列表，選擇列表中具有較大動能和較大加速度的機組群組合成一個列表；

23：從步驟22所得列表的頂端開始，選擇第一個機組或機群即受擾最嚴重的機組作為臨界機群，其余機組作為余下機群，計算校正后的暫態(tài)動能，在列表中由上至下不斷將新的機組歸入臨界機群直到其對應故障模式的校正后動能小于之前所有故障模式中最大值的10％；

24：對于步驟23所得的每個候選故障模式，選擇其中規(guī)格化勢能裕度最小的候選故障模式作為故障模式。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法，其特征在于，其中規(guī)格化勢能裕度的計算方法如下：

a：計算近似的CRN：

其中，Ω_cr為臨界機群集合，Ω_sys為余下機群集合，為故障后的穩(wěn)定平衡點處臨界機群和余下機群慣量中心的功角差，為第i臺機組在故障后的穩(wěn)定平衡點對應的功角，M_i、M_cr、M_sys、M_T分別為第i臺機組、臨界機群、余下機群和系統(tǒng)的慣性時間常數(shù)；

b：發(fā)電機電勢取故障清除時刻的值并視為常數(shù)，計算故障清除時刻和近似的CRN間的勢能差值ΔV_PE；

c：計算故障清除時刻的校正后暫態(tài)動能若不為0，規(guī)格化勢能裕度等于ΔV_PE與的比值，否則，取ΔV_PE作為規(guī)格化勢能裕度。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法，其特征在于，所述的步驟30中，角點CRN的計算方法為以選定的故障模式對應的近似CRN作為迭代初值求解下列方程組：

dx_i/dt＝0，i＝1,2,,n

其中，x_i為第i臺發(fā)電機狀態(tài)變量。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法，其特征在于，所述的步驟50包括以下步驟：

51：在角度空間中沿故障后的穩(wěn)定平衡點與CRN的直線上搜索系統(tǒng)勢能最大值點；

52：以上面步驟51中得到的勢能最大值點作為初值求解下列方程組：

P_ai＝0，i＝1,2,,n

其中，P_ai為第i臺機組的加速功率。

6.一種含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析系統(tǒng)，包括執(zhí)行如權利要求1所述的含詳細發(fā)電機模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法，其特征在于，還包括以下部分：

輸入及建模裝置，用于輸入網(wǎng)絡信息、發(fā)電機動態(tài)參數(shù)及故障條件，用于建立包含詳細發(fā)電機模型的電力系統(tǒng)模型；

故障模式選擇裝置，用于確定故障模式；

角點CRN計算裝置，用于計算角點CRN；

發(fā)電機等值參數(shù)計算裝置，用于計算發(fā)電機等值參數(shù)；

準確的主導不穩(wěn)定平衡點CUEP求解裝置，用于求解準確的主導不穩(wěn)定平衡點CUEP；

能量裕度計算裝置，用于根據(jù)CUEP與故障清除時刻的系統(tǒng)能量差值計算能量裕度。