[發(fā)明專利]一種適用于電力系統(tǒng)低頻振蕩輔助決策的無功調(diào)整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510813442.2
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105337290B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)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(wǎng)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(chǎn)權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明涉及一種適用于電力系統(tǒng)低頻振蕩輔助決策的無功調(diào)整方法，包括：(1)根據(jù)初步的小干擾穩(wěn)定分析，獲取振蕩模式及機組信息；(2)設定篩選條件，篩選低頻振蕩模式；(3)對所有篩選出的所述低頻振蕩模式逐一構造目標函數(shù)及約束條件，并求解優(yōu)化問題；(4)匯總無功調(diào)整的輔助決策策略表，指導電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行。本發(fā)明技術方案通過調(diào)整機組的無功出力，提高系統(tǒng)阻尼，消減低頻振蕩風險。

技術領域：

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真分析領域，更具體涉及一種適用于電力系統(tǒng)低頻振蕩輔助決策的無功調(diào)整方法。

背景技術：

隨著我國西電東送、大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)工程的逐步實施，互聯(lián)程度的提高為解決我國能源分布與用電需求倒置，提高電力傳輸效率以及經(jīng)濟性具有重要意義。與此同時，電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，網(wǎng)絡結構日趨復雜，環(huán)境和經(jīng)濟因素的制約使得電力系統(tǒng)的運行情況更加接近極限條件。在這種情況下，大電網(wǎng)互聯(lián)后的低頻振蕩問題日益突出，聯(lián)絡線功率發(fā)生大幅度波動,甚至劇烈振蕩的風險增加。

為了更好地了解聯(lián)網(wǎng)后大型電力系統(tǒng)低頻振蕩特性，并進一步采取更有效的措施保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，開發(fā)能夠適用于離線分析和在線防控預警的低頻振蕩輔助決策系統(tǒng)具有重要的意義。該系統(tǒng)應具備可靠地分析大型電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性、并針對弱阻尼和負阻尼振蕩模式給出輔助控制決策方案的功能。

現(xiàn)有的常規(guī)小干擾穩(wěn)定性計算分析方法和軟件已經(jīng)比較成熟，并廣泛應用于電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運行中，主要用來分析系統(tǒng)可能存在的弱阻尼模式和低頻振蕩風險，并進一步針對低頻振蕩產(chǎn)生的原因，研究提高系統(tǒng)阻尼的措施。這些措施主要是加裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS、靜止無功補償器SVC、可控串聯(lián)補償器TCSC及直流輸電系統(tǒng)的附加控制系統(tǒng)等裝置。但從系統(tǒng)長遠的運行來看，使用這些裝置并不能充分和快速地解決小干擾穩(wěn)定問題，因為裝置的執(zhí)行要經(jīng)過冗長的設計、制造、安裝和投運過程，不能完全滿足所有可能出現(xiàn)的問題；而且由小干擾穩(wěn)定性問題導致的系統(tǒng)振蕩事件經(jīng)常是在短期內(nèi)出現(xiàn)，通過安裝新的控制器來減輕這一問題不是最有效的方法。

另外，在小干擾穩(wěn)定性計算分析的基礎上，通過調(diào)整系統(tǒng)的運行方式，包括改變發(fā)電機有功、無功出力，增加無功補償，改變樞紐點電壓，改變聯(lián)絡線傳輸功率等，也是提高系統(tǒng)阻尼抑制低頻振蕩的有效措施。但在具體實施過程中，運行方式的調(diào)整更多地依賴于工程人員的經(jīng)驗和嘗試，而沒有一套系統(tǒng)的、針對實際電網(wǎng)運行狀態(tài)的、可量化的調(diào)整策略，所以對運行方式的調(diào)整也迫切需要一個有指導意義的指標。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種適用于電力系統(tǒng)低頻振蕩輔助決策的無功調(diào)整方法，通過調(diào)整機組的無功出力，提高系統(tǒng)阻尼，消減低頻振蕩風險。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種適用于電力系統(tǒng)低頻振蕩輔助決策的無功調(diào)整方法，包括：

(1)根據(jù)初步的小干擾穩(wěn)定分析，獲取振蕩模式及機組信息；

(2)設定篩選條件，篩選低頻振蕩模式；

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

(4)匯總無功調(diào)整的輔助決策策略表，指導電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行。

所述初步的小干擾穩(wěn)定分析的過程包括：

(1-1)根據(jù)給定的參數(shù)、運行條件、直流輸電系統(tǒng)參數(shù)及無功補償、樞紐點及平衡點的電壓和相角進行潮流計算，獲得電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)平衡點；所述參數(shù)包括電網(wǎng)拓撲結構、線路和變壓器；所述運行條件包括發(fā)電機和負荷的運行條件；

(1-2)在所述電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)平衡點處，根據(jù)動態(tài)元件模型和參數(shù)建立狀態(tài)方程，計算線性化矩陣；

(1-3)設定特征值計算條件，對電力系統(tǒng)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。