[發明專利]特高壓電網多個區間振蕩模式在線阻尼協調控制方法

有效

• 申請號: 201811029885.2
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109066728B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 余一平;鞠平;樓伯良;金宇清;孫維真;黃弘揚;彭琰;陳新琪;盧嘉華;趙一琰;孫衛娟;陳峰;顧望;胡云旭;李楠
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網浙江省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 南京九致知識產權代理事務所(普通合伙) 32307
• 代理人: 王培松

本發明涉及電力系統技術領域，公開本一種特高壓電網多個區間振蕩模式阻尼協調控制方法，基于系統多個弱阻尼模式及阻尼比靈敏度信息，采用基于均方誤差的多目標在線尋優策略，并利用遺傳算法優化發電機組出力，從而提高多個區間振蕩模式阻尼實現特高壓電網功率振蕩的預防控制。

技術領域

本發明涉及電力系統控制領域，其特別是有關于一種特高壓電網多個區間振蕩模式在線阻尼協調控制方法。

背景技術

隨著當前特高壓電網的建設，交流互聯系統規模的不斷擴大，遠距離輸送容量增加，系統運行方式日趨復雜，電網功率振蕩問題非常突出，嚴重影響特高壓電網的安全穩定運行。由于特高壓電網實現交流大區電網互聯，電網振蕩模式倍數增長，電網運行可能存在多個弱阻尼區間振蕩模式。低頻振蕩發生的根本原因在于電網存在負阻尼或弱阻尼的振蕩模式。即使是周期性外施擾動引發的強迫功率振蕩，提高系統阻尼也能起到減小振蕩的目的。因此，通過各種措施提高系統阻尼是實現低頻振蕩抑制的主要方式?，F有研究表明傳統通過特定機組安裝電力系統穩定器(PSS)提高機組阻尼的方法，對區間模式特別是特高壓大區間的低頻振蕩模式難以提供足夠的阻尼。

由于系統區間振蕩模式的阻尼大小與系統運行點息息相關，通過改變系統運行方式可以改善系統的阻尼狀況。因此，通過機組出力優化調整可以避免系統Hopf分岔，從而消除系統振蕩失穩。而根據特征值靈敏度合理調整發電機出力，改善系統弱阻尼狀況，緩解功率交換的低頻振蕩約束，從而提高區域間傳輸功率的能力。特高壓電網存在多個弱阻尼區間振蕩模式的風險，并且大區間振蕩模式參與機組多，涉及范圍廣，危害性大，動態特性復雜，因此如何進行阻尼在線監測和控制一直存在很大難度，到目前還沒有一套完善的整定方法及原則，加之現有的運行控制策略大多是基于離線方式分析制定的，尋找一種適用于特高壓電網多個區間振蕩模式阻尼在線協調控制方法的愿望非常迫切。

發明內容

本發明的目的在于克服現有系統阻尼控制的缺陷，提供一種新的特高壓電網多個區間振蕩模式在線阻尼協調控制方法，通過關鍵機組有功出力的調整，同時提高多個區間振蕩模式的阻尼比，有效改善特高壓電網區間振蕩模式的阻尼水平，實現低頻振蕩的預防控制。

本發明具體采用如下技術方案實現：

一種特高壓電網多個區間振蕩模式阻尼協調控制方法，包括以下步驟：

(1)基于系統當前實時潮流斷面，結合動態模型數據，采用電力系統分析軟件BPA模態分析功能對特高壓電網實時數據進行模態分析，按阻尼比排序給出待控制最弱和次弱阻尼比的區間振蕩模式，響應于阻尼比ξ小于5％時認為阻尼較弱，需要進行機組出力調整，執行以下步驟(2)-(5)；

(2)獲取系統最弱和次弱阻尼比區間振蕩模式下的阻尼比-機組有功出力靈敏度，篩選出前10個對于提高最弱和次弱阻尼比都靈敏的控制機組，做為提高模式阻尼的待優化機組；

(3)對于存在多個區間振蕩阻尼比的多目標優化，以均方誤差方法將多個目標函數同時優化轉換成單目標函數優化，建立以機組出力為優化參數，以多個弱阻尼區間振蕩模式阻尼比為指標的多目標尋優函數，對系統多個模式弱阻尼進行同時尋優；

(4)對步驟(3)中建立的多目標優化模型采用遺傳算法進行優化，獲得各控制機組有功功率最優的調整量；

(5)結合步驟(2)和步驟(4)的結果，確定多個弱阻尼模式在線協調控制方式，返回到步驟(1)繼續上述的處理過程。

本發明的優點：由于特高壓電網中可能存在多個弱阻尼區間振蕩模式，進行預防控制時，需要在線分析并計及多個振蕩模式綜合抑制效果。所以本發明計及特高壓電網多個弱阻尼區間振蕩模式，通過實時運行狀態的模態分析，基于系統多個弱阻尼模式及阻尼比靈敏度信息，提出了一種基于均方誤差的多目標在線尋優策略，采用遺傳算法優化發電機組出力，從而提高多個區間振蕩模式阻尼，有效地實現特高壓電網功率振蕩的預防控制。

附圖說明