[發(fā)明專利]一種含詳細(xì)發(fā)電機(jī)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

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• 申請(qǐng)日: 2015-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN105224728B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘曉杰;孫海順;王瑩;黨杰;奚江惠;張順;邵德軍;劉兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;華中電網(wǎng)有限公司;華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

一種含詳細(xì)發(fā)電機(jī)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)，其中的方法包括以下步驟：建立包含詳細(xì)發(fā)電機(jī)模型的電力系統(tǒng)模型，確定故障模式，計(jì)算角點(diǎn)CRN，計(jì)算發(fā)電機(jī)等值參數(shù)，求解準(zhǔn)確的主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)CUEP，根據(jù)CUEP與故障清除時(shí)刻的系統(tǒng)能量差值計(jì)算能量裕度；其中的系統(tǒng)包括用于實(shí)現(xiàn)方法的各裝置。克服了現(xiàn)有進(jìn)入實(shí)用的能量函數(shù)法因模型過(guò)于簡(jiǎn)化而導(dǎo)致暫態(tài)穩(wěn)定分析結(jié)果與實(shí)際偏差較大的問(wèn)題，可提高電力系統(tǒng)安全分析的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能量函數(shù)分析方法，更具體的說(shuō)涉及一種含詳細(xì)發(fā)電機(jī)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)，屬于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題是影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要問(wèn)題之一。區(qū)域電網(wǎng)的不斷互聯(lián)、電力市場(chǎng)政策的逐步實(shí)施以及越來(lái)越多的間歇性新能源并網(wǎng)使得電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性更加復(fù)雜，電網(wǎng)運(yùn)行越來(lái)越接近其穩(wěn)定極限，電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定破壞度更大；因此根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，快速、準(zhǔn)確的暫態(tài)穩(wěn)定在線量化評(píng)估是實(shí)施安全穩(wěn)定控制和預(yù)防性控制的基礎(chǔ)。能量函數(shù)法因其快速及可定量給出穩(wěn)定裕度的優(yōu)點(diǎn)而具有在線應(yīng)用的前景；但是，目前通用的能量函數(shù)法分析軟件中模型采用發(fā)電機(jī)二階經(jīng)典模型以及恒定阻抗負(fù)荷、并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)收縮，該能量函數(shù)法分析軟件中模型過(guò)于簡(jiǎn)單，電力系統(tǒng)安全分析的可靠性不高，因此如何構(gòu)造包含更詳細(xì)元件的能量函數(shù)一直是研究中的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的能量函數(shù)法分析軟件中模型過(guò)于簡(jiǎn)單、電力系統(tǒng)安全分析的可靠性不高等缺陷，提供一種含詳細(xì)發(fā)電機(jī)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)。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用技術(shù)解決方案是：一種含詳細(xì)發(fā)電機(jī)模型的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定能量函數(shù)分析方法，包括以下步驟：

10、輸入故障前的網(wǎng)絡(luò)信息、發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)和故障條件，建立包含詳細(xì)發(fā)電機(jī)模型的電力系統(tǒng)模型；

20、確定故障模式；

30、計(jì)算角點(diǎn)CRN；

40、計(jì)算發(fā)電機(jī)等值參數(shù)；

50、求解準(zhǔn)確的主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)CUEP；

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

所述的步驟10中：

故障前的網(wǎng)絡(luò)信息包括發(fā)電機(jī)有功和無(wú)功出力、負(fù)載有功功率和無(wú)功功率、網(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约八泄?jié)點(diǎn)電壓幅值與相位；

發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)包括同步機(jī)參數(shù)及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器參數(shù)；

包含詳細(xì)發(fā)電機(jī)模型的電力系統(tǒng)模型為：同步機(jī)采用階數(shù)>2的高階模型，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通過(guò)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(fù)荷采用恒定阻抗模型。

所述的步驟20中包括以下步驟：

21：采用數(shù)值積分方法計(jì)算故障軌跡，確定擾動(dòng)結(jié)束時(shí)刻各機(jī)組的角度及角速度

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

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

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