[發明專利]一種基于分段線性系統模型的頻率特征分析方法及系統

有效

• 申請號: 201910292698.1
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110071501B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 陳亦平;李崇濤;楊若樸;張勇;劉映尚;唐卓堯;黃濟宇;劉敬誠;杜旭;高琴;楊榮照;劉清晨;吳問足;刁浩然
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強;黎揚鵬

1.一種基于分段線性系統模型的頻率特征分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

建立分段線性系統模型，所述分段線性系統模型根據調速系統的死區采用分頻段的線性系統來描述；

根據分段線性系統模型進行頻率特征分析；

所述建立分段線性系統模型這一步驟，具體包括：

建立頻率特征分析的基礎模型；

建立原動機及原動機的調速系統模型；

建立負荷的模型；

根據頻率特征分析的基礎模型、原動機及原動機的調速系統模型和負荷的模型，建立分段線性系統模型；

所述根據頻率特征分析的基礎模型、原動機及原動機的調速系統模型和負荷的模型，建立分段線性系統模型這一步驟，具體為：

根據頻率特征分析的基礎模型、原動機及原動機的調速系統模型和負荷的模型，建立分段線性系統模型，所述分段線性系統模型的表達式為：

其中，t為時間，x為廣義狀態變量，x包含f、和f為頻率，為第i個發電機調速系統模型的狀態變量，和分別為第i個發電機的導葉開度和機械功率，T、J₀、J₁和J₂是分段線性系統模型的系統狀態矩陣，b₁、b₂和b₃是分段線性系統模型的輸入向量，f_ref為頻率的參考值，f_DZ0表示頻率偏移的死區。

2.根據權利要求1所述的一種基于分段線性系統模型的頻率特征分析方法，其特征在于：所述建立頻率特征分析的基礎模型這一步驟，具體為：

根據同步發電機的運動方程和有功功率的平衡約束建立頻率特征分析的基礎模型，所述頻率特征分析的基礎模型的表達式為：

其中，T_J為發電機慣性時間常數，f為頻率，P_Mi為第i臺發電機組原動機的有功功率，n為系統同步發電機的總臺數，P_L為系統總負荷，D為阻尼系數。

3.根據權利要求1所述的一種基于分段線性系統模型的頻率特征分析方法，其特征在于：所述原動機的調速系統模型為電液伺服系統的PID調速器模型，所述建立原動機及原動機的調速系統模型這一步驟，具體包括：

根據原動機的調速系統頻率偏移的死區建立原動機及原動機的調速系統模型，所述原動機及原動機的調速系統模型的表達式為：

其中，t為時間，上標i表示第i個發電機，x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆和x₇均為電液伺服系統的狀態變量，K_D和K_I分別為水輪機PID調速器的微分增益和積分增益，T₁為測量慣性時間常數，Y_ref和Y_GN分別為開度給定參考值和導葉開度，K_P1和K_P2分別為調速器比例增益和電液伺服系統比例增益，T_W為水錘效應時間常數，P_m為機械功率，b_p為調差系數，K_W為頻率偏差放大倍數，T₂為油動機行程反饋環節時間，T_OC為油動機開啟或關閉時間常數，調速器頻率偏移的死區表示如下：

f為頻率，f_ref為頻率的參考值，f_DZ0表示頻率偏移的死區。

4.根據權利要求1所述的一種基于分段線性系統模型的頻率特征分析方法，其特征在于：所述建立負荷的模型這一步驟，具體為：

根據系統的交流負荷和/或直流負荷建立全系統的負荷模型，所述全系統的負荷模型表達式為：

其中，P_L為全系統的負荷，P_AL為系統的交流負荷，P_Di為系統第i條直流線路的負荷，k表示直流線路的條數。