[發明專利]一種電力系統動態等值方法及裝置

在審

• 申請號: 201811494498.6
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN111291464A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 何國慶;劉純;李光輝;汪海蛟;孫文文;譚偉;張紀同;安百盈
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網江西省電力有限公司;上海科梁信息工程股份有限公司;山東新帥克能源科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種電力系統動態等值方法及裝置，包括：步驟1：通過仿真對電力系統中研究區域施加擾動，獲取所述研究區域的第一動態響應；步驟2：利用聚類算法對電力系統中研究區域以外的區域進行分區，并對分區內發電機節點進行等效，獲取等效后的電力系統；步驟3：通過仿真對等效后的電力系統中研究區域施加擾動，獲取研究區域的第二動態響應；步驟4：根據第一動態響應與第二動態響應間的畸變率輸出電力系統中研究區域以外的分區的等效發電機節點的傳遞函數，本發明提供的技術方案，能夠保留外部系統對研究系統動態行為的影響，在保證工程分析精度要求的前提下，有效地簡化系統，提高了分析速度。

技術領域

本發明涉及電力系統動態分析領域，具體涉及一種電力系統動態等值方法及裝置。

背景技術

在電力系統規劃設計和實際運行中為保證輸電的可靠性需做大量的暫態過程仿真計算，以估計系統遭受擾動后的穩定性。隨著“西電東送”及“大區互聯”工程的迅速開展，現代電網的規模不斷擴大。如何快速、準確地分析如此龐大和復雜的非線性時變系統，并及時給出正確的應對措施，成為人們越來越關注的焦點。為提高輸電的經濟性和可靠性，現代電力系統越來越趨向于區域互聯，從而大大增加了數字仿真的計算量。實際上，按目前的理論水平與技術條件，要對大型電力系統進行完全實時的在線分析還存在不少困難，人們一般只能關注其局部區域，而對與研究系統聯系較弱的外部系統，則做適當的化簡降階處理。因此有必要對大電力系統進行動態等值。在動態等值中，完全系統分為研究系統和外部系統，由于動態等值主要是針對研究系統進行的，外部系統可在保證其對研究系統的動態影響不畸變的條件下，進行簡化。

常用的動態等值方法有同調等值法、模式等值法和估計等值法。其中同調等值法物理透明度高，適用于系統的非線性計算和大擾動工況，可直接用于暫態分析。基于發電機轉子同擺的同調等值法是最基本的一種，主要用于暫態穩定分析，要求等值前后研究系統在大擾動下有接近的轉子搖擺曲線，同時要求等值系統中的元件應為實際電力系統元件，以便直接用暫態穩定程序進行分析。它包括相關機群識別、網絡化簡和相關機群參數聚合3部分。相關機群參數聚合，是要構造1臺等值的發電機及其調節系統，使它在暫態穩定仿真的過程中能很好地模擬一個相關機群中全部發電機及其調節系統的綜合動態響應。

同調等值法在理論上是嚴謹的，但具有如下缺點：聚合算法較復雜，對于大系統等值時間較長。過度依靠計算人員的操作經驗，獲得的等值模型需要依靠擾動地點、擾動類型等因素來決定，且工作量大，很難為復雜擾動情況制定一個最優的等值方案。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是保留外部系統對研究系統動態行為的影響，在保證工程分析精度要求的前提下，有效地簡化系統，提高分析速度。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種電力系統動態等值方法，其改進之處在于，所述方法包括：

步驟1：通過仿真對電力系統中研究區域施加擾動，獲取所述研究區域的第一動態響應；

步驟2：利用聚類算法對電力系統中研究區域以外的區域進行分區，并對分區內發電機節點進行等效，獲取等效后的電力系統；

步驟3：通過仿真對等效后的電力系統中研究區域施加擾動，獲取研究區域的第二動態響應；

步驟4：根據第一動態響應與第二動態響應間的畸變率輸出電力系統中研究區域以外的分區的等效發電機節點的傳遞函數。

優選的，所述步驟1之前，包括：在電力系統的聚類樹系統中選擇所述研究區域。

進一步的，所述電力系統的聚類樹系統根據電力系統中發電機節點間的機電距離建立；

其中，按下式確定發電機節點i和節點j間的機電距離：