[發(fā)明專利]一種基于加權(quán)聚合的電力系統(tǒng)建模方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710373744.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN107147112B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞠平;沈賦;潘學(xué)萍;余一平;陳謙;金宇清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;G06Q50/06;G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于加權(quán)聚合的電力系統(tǒng)建模方法，其特征是，包括：

S1，獲取待建模區(qū)域電網(wǎng)同一層級(jí)下各子系統(tǒng)模型；

S2，基于S1獲取的模型，推導(dǎo)得到相應(yīng)的離散模型，以及離散負(fù)荷模型的模型系數(shù)；

S3，分析得到離散模型中各模型系數(shù)與區(qū)域電網(wǎng)中各元件參數(shù)的關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)離散模型中各模型系數(shù)之間的物理關(guān)系特征，判斷各子系統(tǒng)離散模型是否有效：選擇模型邊界節(jié)點(diǎn)的端口電壓為輸入量，模型邊界節(jié)點(diǎn)的端口電流為輸出量；各經(jīng)典負(fù)荷模型對(duì)應(yīng)的離散模型中，若當(dāng)采樣步長(zhǎng)h趨近于0時(shí)，離散模型輸出項(xiàng)的系數(shù)之和趨近于1，輸入項(xiàng)的系數(shù)之和趨近于0，則離散模型有效；

S4，基于同一層級(jí)下各子系統(tǒng)有效的離散模型，采用加權(quán)聚合法建立同一層級(jí)下含有多個(gè)子系統(tǒng)的統(tǒng)一離散模型；

S5，分析得到S4建立的統(tǒng)一離散模型各系數(shù)間的物理關(guān)系特征，以判斷統(tǒng)一離散模型是否正確，若正確則已建立的區(qū)域電網(wǎng)統(tǒng)一離散模型有效。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，基于S1獲取模型，推導(dǎo)得到相應(yīng)的離散模型步驟包括：

定義各子系統(tǒng)模型為經(jīng)典負(fù)荷模型，經(jīng)典負(fù)荷模型中為暫態(tài)電勢(shì)；為電壓；為電流；ω為轉(zhuǎn)子角速度；T′_d0為轉(zhuǎn)子繞阻時(shí)間常數(shù)；R_s為定子電阻；R_r為轉(zhuǎn)子電阻；X為穩(wěn)態(tài)電抗；X′為暫態(tài)電抗；X_s為定子電抗；X_r為轉(zhuǎn)子電抗；X_m為激磁電抗；

則經(jīng)典負(fù)荷模型表示為：

式中：X＝X_s+X_m；X′＝X_sX_m/(X_s+X_m)；T_d0′＝(X_r+X_m)/R_r；

基于式(1)，推導(dǎo)得到以電壓、電流為輸入輸出關(guān)系的負(fù)荷模型為：

其中：A_r＝-(1+BΔX)/T′_d0；B_r＝ω-1-GΔX/T′_d0；C_r＝G/T′_d0-B(ω-1)；A_j＝-ω+1+GΔX/T′_d0；B_j＝-(1+BΔX)/T′_d0；C_j＝[B/T′_d0+G(ω-1)]；ΔX＝X-X′；G＝R_S/(R_S²+X′²)；B＝X′/(R_S²+X′²)；

I_1r為CLM模型電流實(shí)部；I_1j為CLM模型電流虛部；

將增量形式的式(2)進(jìn)行拉氏變換，得到頻域下的負(fù)荷模型為：

式(3)中：S為拉氏算子；

根據(jù)式(3)，得到電流的實(shí)部與虛部相對(duì)于端口電壓的傳遞函數(shù)：

采用雙線性變換方法，將式(4)和(5)變換為差分方程模型：

ΔI_1r(k+2)＝θ₁₁ΔI_1r(k+1)+θ₁₂ΔI_1r(k)+θ₁₃ΔU(k+2)+θ₁₄ΔU(k+1)+θ₁₅ΔU(k) (6)

ΔI_1j(k+2)＝θ₁₆ΔI_1j(k+1)+θ₁₇ΔI_1j(k)+θ₁₈ΔU(k+2)+θ₁₉ΔU(k+1)+θ₁₁₀ΔU(k) (7)

式(6)和式(7)即為經(jīng)典負(fù)荷模型的離散模型；式中，k指離散時(shí)間(k＝1,2,3,4……)；

離散模型的實(shí)部系數(shù)為：

離散模型的虛部系數(shù)為：

其中h為采樣步長(zhǎng)，z為Z變換因子。