[發明專利]一種基于松耦合設計的小干擾穩定分析建模方法

有效

• 申請號: 201711124464.3
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN108110750B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 孫志媛;劉光時;周柯;孫艷;劉默斯;李明珀;竇騫;梁水瑩
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 45117 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 戴燕桃;巢雄輝<國際申請>=<國際公布>

1.一種基于松耦合設計的小干擾穩定分析建模方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

(1)選取各設備模型的接口量，對設備模型進行獨立封裝，即設備模型中的其它物理量只與該設備模型的接口量發生關系，不與其它設備模型中的物理量直接發生聯系；

所述步驟(1)設備模型包括線路和變壓器模型、電容器和電抗器模型、負荷模型、發電機模型、勵磁器模型、PSS模型以及原動機模型；

所述線路和變壓器模型以兩端母線i、j的注入有功功率P_i，P_j和注入無功功率Q_i，Q_j為接口量；所述電容器和電抗器模型以所在母線n的注入有功功率P_n和注入無功功率Q_n為接口量；所述負荷模型以母線n注入的有功負荷P_d和無功負荷Q_d為接口量；所述發電機模型以發電機有功輸出功率P_G、無功輸出功率Q_G、機械功率和勵磁電壓為接口量；所述勵磁器模型以勵磁機的參考電壓和勵磁輸出電壓為接口量；所述PSS模型以輸出的勵磁參考電壓為接口量；所述原動機模型以其機械功率為接口量；

(2)通過設備模型的接口量將各設備模型之間的關聯關系進行耦合；

(3)選取發電機模型、勵磁器模型、PSS模型的接口量以及母線的電壓幅值和相角為代數變量，消去交軸電流I_q和直軸電流I_d，消去線路和變壓器模型的接口量，消去電容器和電抗器模型的接口量；

(4)對系統的功率平衡方程、各設備模型線性化，得到系統的狀態矩陣，求取狀態矩陣的特征值，分析系統的穩定性。

2.如權利要求1所述的小干擾穩定分析建模方法，其特征在于，所述步驟(2)通過設備模型的接口量進行耦合的各設備模型之間的關聯關系為：勵磁器模型與PSS模型關聯時，勵磁器模型與發電機模型關聯時，發電機模型與原動機模型關聯時，當勵磁器模型與PSS模型無任何關聯時，將勵磁器模型的參考電壓設為一個初值同理當發電機模型與勵磁器模型無任何關聯時，設對系統中的每條母線n，則滿足功率平衡方程，即：

其中：m∈n表示設備模型的接口端m與母線n相連；P_m為線路或發電機或變壓器或電容器或電抗器或負荷在m端的注入有功功率；Q_m為線路或發電機或變壓器或電容器或電抗器或負荷在m端的注入無功功率，均為設備模型的接口量；當某個設備模型斷開時，則設相應設備模型的注入有功功率為零。

3.如權利要求1所述的小干擾穩定分析建模方法，其特征在于，所述步驟(3)根據發電機的定子代數方程消去交軸電流I_q和直軸電流I_d，根據線路模型的如下表達式消去線路和變壓器模型的接口量：

P_i＝V_i²(g_ij+g_i0)-V_iV_j(g_ijcos(θ_i-θ_j)+b_ijsin(θ_i-θ_j))

Q_i＝-V_i²(b_ij+b_i0)-V_iV_j(g_ijsin(θ_i-θ_j)-b_ijcos(θ_i-θ_j))

其中，V_i、V_j是兩端母線i、j的電壓幅值，θ_i、θ_j是兩端母線i、j的電壓相角，g_ij、b_ij是線路的導納，g_i0、b_i0是母線i的等效對地導納；根據如下表達式消去電容器和電抗器模型的接口量：

其中，V_n是母線n的電壓幅值，g、b是電容器或電抗器的等效對地導納。