[發明專利]一種電力系統超低頻振蕩敏感機組篩選方法

在審

• 申請號: 201710834035.9
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107506945A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 陳剛;湯凡;丁理杰;史華勃;劉柏私
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院;國家電網公司西南分部;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 梁田

技術領域

本發明涉及電力系統分析技術領域，具體涉及一種電力系統超低頻振蕩敏感機組篩選方法。

背景技術

高水電占比電網中陸續出現低于0.1Hz的振蕩現象，造成系統頻率大幅度長周期變化，由于頻率比低頻振蕩更低，稱為超低頻振蕩，這類型振蕩與水輪機調速系統一次調頻性能及引水系統的“水錘效應”相關性強，超低頻率振蕩發生時調速系統周期性頻繁動作，系統頻率大幅度變化，但勵磁系統和PSS卻對此振蕩沒有明顯的響應，其性質明顯有別于常規意義上的低頻振蕩。

已有研究和運行經驗表明，發電機調速控制策略對電網頻率特性有重要影響。目前調速系統常采用的PID調節策略中，為了滿足一次調頻快速調節的要求，通常設置為較大的參數，但調速系統過快調節可能對電力系統形成負阻尼作用，在水電高占比電網中極易引發超低頻振蕩。特別是對于同步轉異步聯網的電力系統，需要對調速系統控制方式和參數進行改造和優化，在一次調頻性能和超低頻振蕩抑制兩個矛盾的目標中平衡，難以兼顧。由于當前復雜電力系統中發電機組眾多，不可能也不必要對全部機組調速系統進行優化改造，如何篩選超低頻振蕩敏感機組，成為電網運行人員面臨的巨大難題。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題提供一種電力系統超低頻振蕩敏感機組篩選方法。

本發明通過下述技術方案實現：

一種電力系統超低頻振蕩敏感機組篩選方法，包括以下步驟：

A、搭建仿真模型；

B、利用仿真模型對多種方式進行小干擾分析計算，得到頻率小于0.1Hz的振蕩模態i，獲得該模態下各機組的相關因子p_ik，其中，i表示振蕩模態i，k表示第k臺發電機；

C、根據相關因子p_ik分別計算各水電機組在各方式下的相關系數R_ik；

D、根據相關系數R_ik對超低頻振蕩敏感機組進行判斷。

由于調速系統負阻尼引起的超低頻振蕩從機理上有別于低頻振蕩，低頻振蕩分析中采用的參與因子、留數等指標并不能直接用于指導篩選超低頻振蕩敏感機組，需要提出新的指標和方法。本方案基于在超低頻振蕩模態i下的相關因子p_ik得出各水電機組的相關系數R_ik，可量化評估各水電機組參與超低頻振蕩程度，判斷識別超低頻振蕩敏感機組，為超低頻振蕩抑制提供輔助決策。

作為優選，所述多種方式包括豐大、豐平、豐小、豐極小運行方式的至少兩種。

作為優選，所述步驟C具體方法為：

C1、計算各發電機組在基準容量S_B上的轉動慣量J_k，

其中，P_k為第k臺發電機的額定功率，T_jk為第k臺發電機的慣性時間常數；

C2、計算參與振蕩模式i的各水電機組的相關系數R_ik，

R_ik＝p_ik·J_k。

作為優選，所述步驟D具體為：

D11、在各方式下分別對各水電機組的相關系數R_ik進行從大到小排序；

D12、根據排序對超低頻振蕩敏感機組進行判斷。

進一步的，所述步驟D12的具體方法為：在步驟D11的排序結果中排序最前的水電機組則為超低頻振蕩敏感機組。

進一步的，步驟D12的具體方法為：在至少兩個方式下排序均靠前的水電機組則為超低頻振蕩敏感機組。

作為優選，所述步驟D具體為：

D21、分別計算各水電機組在多種方式下相關系數R_ik的總和；

D22、對步驟D21中各水電機組的相關系數R_ik總和進行從大到小排序；

D23、排序靠前的水電機組為超低頻振蕩敏感機組。

作為優選，所述步驟A中，在搭建仿真模型時，模型中各發電機考慮調速器模型，調速器采用實測模型，若調速器未實測，則套用同類型、同容量以及水錘效應時間常數接近的機組調速器參數。

作為優選，所述步驟A中，在搭建仿真模型時，按照豐水期負荷水平的不同，考慮典型豐大、豐平、豐小、豐極小的運行方式，根據實際電網運行開機原則調整好基礎潮流。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：