[發明專利]一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法

有效

• 申請號: 201510813442.2
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105337290B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 劉濤;葉小暉;宋新立;仲悟之;吳國旸;蘇志達;戴漢揚;馬世英;侯俊賢;宋墩文;王毅;董毅峰;王曉彤;楊學濤;熊選文;陳勇;馮靜;劉燕嘉
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;江蘇省電力公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/24
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法，其特征在于：包括：

(1)分析小干擾穩定，獲取振蕩模式及機組信息；

(2)用設定的篩選條件確定低頻振蕩模式；

(3)對所有篩選出的所述低頻振蕩模式逐一構造目標函數及約束條件，并求解優化問題；

(4)匯總無功調整的輔助決策策略表，指導電力系統的規劃和運行；

初步的小干擾穩定的分析包括下述步驟：

(1-1)獲取電力系統穩態平衡點，包括：根據給定的參數、運行條件、直流輸電系統參數及無功補償、樞紐點及平衡點的電壓和相角進行潮流計算；所述參數包括電網拓撲結構、線路和變壓器；所述運行條件包括發電機和負荷的運行條件；

(1-2)用動態元件模型和參數建立狀態方程計算所述電力系統穩態平衡點處的線性化矩陣；

(1-3)設定特征值計算條件，對電力系統所述線性化矩陣求解特征值，并求解各特征值對應的振蕩模式的指標，包括頻率、阻尼比、相關比、特征向量及參與因子，從而確定所述振蕩模式；

所述輔助決策策略表的信息包括：

每個低頻振蕩模式中的每步無功調整量及調整后的效果；

每個低頻振蕩模式中的總的無功調整量及調整后的效果。

2.如權利要求1所述的一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法，其特征在于：所述篩選條件包括低頻振蕩模式的頻率范圍、弱阻尼和負阻尼模式的阻尼比、與功角相關的機電振蕩模式的相關比的范圍、區分振蕩模式中發生振蕩的兩組機群的特征向量右角度指標以及參與的機組角度和參與因子的范圍；

根據所述篩選條件，從所述步驟(1)獲取到的振蕩模式中篩選出與低頻振蕩有關的弱阻尼振蕩模式，并獲取參與的機組信息。

3.如權利要求1所述的一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法，其特征在于：所述篩選出的所述低頻振蕩模式逐一構造目標函數及約束條件包括：

(3-1)計算各低頻振蕩模式中特征值對參與機組的無功功率的靈敏度；

(3-2)根據所述靈敏度的指標計算目標函數梯度，并結合其約束條件計算低頻振蕩模式中參與機組的無功調整量；

(3-3)根據所述無功調整量改變機組無功出力，計算新的運行狀態下的線性化矩陣，并重新計算各低頻振蕩模式的特征值及其對參與機組的無功的靈敏度；

(3-4)重新計算目標函數梯度，并判斷其是否收斂，若不收斂，則返回步驟(3-3)，反復迭代最終完成各低頻振蕩模式優化問題的求解。

4.如權利要求3所述的一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法，其特征在于：所述求解優化包括：對記錄所述步驟(3-3)得到的無功調整量及所述步驟(3-4)重新計算得到的特征值和低頻振蕩模式的信息；最終匯總成輔助決策的策略表。

5.如權利要求1所述的一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法，其特征在于：所述步驟(1-2)中建立狀態方程的動態元件包括發電機、負荷、勵磁調節器、電力系統穩定器PSS、調速器、風電機組、光伏發電系統、直流輸電系統、靜止無功補償器SVC和可控串補裝置TCSC。

6.如權利要求1所述的一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法，其特征在于：所述設定特征值計算條件包括：

用于確定搜索特征值所在的頻率段的搜索范圍；

用于確定將搜索范圍中的區段數目的搜索點個數；

用于確定在復平面上每個搜索點周圍由近及遠搜索特征值的個數的搜索特征值的個數；

加速收斂參數守衛向量個數。

7.如權利要求1或3所述的一種適用于電力系統低頻振蕩輔助決策的無功調整方法，其特征在于：構造的所述目標函數為：

min f(λ_i)

其中，λ_i為篩選出的第i個低頻振蕩模式的特征值，Re表示特征值實部。