[發明專利]考慮小干擾穩定約束的發電機勵磁調差系數優化整定方法

有效

• 申請號: 202010872137.1
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112152225B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 李佩杰;徐莉菲;黃淑晨;張鈞;郝志方;何遠健;李濱;韋化;陳碧云;祝云;白曉清
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/24;H02J3/48;H02J3/50;H02P9/10;H02P103/20
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 劉正君

本發明公開了一種考慮小干擾穩定約束的發電機勵磁調差系數優化整定方法。解決現有技術中發電機勵磁系統調差系數的整定缺乏有效的整定方法的問題。本發明以小干擾穩定及調差系數范圍為約束，以發電機調差系數之和最小為目標，建立了調差系數的優化整定模型。基于此模型，設計了一個優化整定的步驟，包含了調差系數對阻尼影響評估、調差系數優化、修改發電機調差系數三個過程，根據用戶設定的最大普橫坐標上限給出調差系數的整定值。本發明在進行調差系數優化時考慮了調差系數的動態特征，即將關于調差系數的微分方程考慮進優化模型中，保證調差系數的優化結構不影響系統的小干擾穩定性，具有一定的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種電網技術領域，尤其是涉及一種考慮小干擾穩定約束的發電機勵磁調差系數優化整定方法。

背景技術

為解決“源荷隔離”的問題，實現跨區域、遠距離和大規模電能輸送，先后建設了多條(特)高壓交直流線路，分別建成“八交八直”和“八交九直”(特)高壓交直流輸電骨干網。在交直流系統中，一旦直流系統發生直流緊急閉鎖,可能會連帶切除換流站的補償電容器，這將降低整個系統的動態無功備用，引起送受端電網電壓的下降，南方電網近年來就發生了多次500kV電壓跌落導致多回直流同時閉鎖的情況，嚴重影響電網的安全穩定運行。此外，近些年隨著光伏和風電的大規模接入，光照強度或風速陡降也會對電壓造成較大的擾動，電壓穩定問題日益突出。

電力系統電壓水平取決于無功功率的平衡情況，充足的無功資源是實現有效電壓調控的物質基礎。當前，電力系統常用的無功調控手段主要包括發電機調壓、變壓器分接頭調壓以及無功補償調壓。針對電力系統實際運行情況，選用合適的電壓調控手段，優化無功分布,是實現有效電壓調控的保障。發電機是唯一的有功功率電源，也是重要的無功功率電源，具有容量大、調節品質好和無需附加投資等優點，因此挖掘電網中現有同步發電機的無功支撐能力是增強系統電壓穩定的一種經濟有效的方法。同步發電機勵磁系統的調差系數是影響發電機無功輸出、控制電壓的一個重要的參數。勵磁系統調差系數過大，會使發電機追隨負荷無功變化時，電壓波動范圍較大，從而影響電壓質量增加電網運行風險。勵磁系統調差系數過小，電網運行電壓微小變化時將會導致發電機輸出更多的無功功率，不利于發電機的安全運行。勵磁系統調差系數值的大小不但對發電機電壓和無功具有重要影響，也間接影響到電網電壓水平。

目前電力企業管理部門按照發電機勵磁系統技術要求的國家標準，對發電機勵磁系統調差系數的整定以保證發電廠內發電機安全運行和并列運行，以發電機間無功合理分配為目標，并未考慮發電機勵磁系統調差系數對電網電壓的支撐作用。并且電力系統中各發電機間勵磁系統調差系數整定值差異較大，并未充分發揮發電機的無功調節潛力。因此，實際電力系統中對發電機勵磁系統調差系數的整定缺乏有效的整定方法，并且有必要從電網角度對發電機勵磁系統調差系數進行整定。

發明內容

本發明主要是解決現有技術中發電機勵磁系統調差系數的整定缺乏有效的整定方法的問題，提供了一種考慮小干擾穩定約束的發電機勵磁調差系數優化整定方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種考慮小干擾穩定約束的發電機勵磁調差系數優化整定方法，包括以下步驟：

S1.對電力系統進行潮流計算，求取各發電機有功出力及機端電壓值；

S2.獲取發電機、勵磁器的運行參數，建立各元件的微分方程；

S3.改變調差系數的值，進行小干擾穩定計算，得到電力系統在滿足小干擾穩定條件下的調差系數可優化范圍；

S4.建立含小干擾穩定約束的調差系數優化模型；

S5.采用基于自適應梯度采樣的序列二次規劃法對優化模型求解優化結果；對于步驟S4中的優化模型，約束是典型的非光滑約束，采用基于自適應梯度采樣序列二次規劃法來求解，將建立的目標函數和各約束方程代入算法中對優化模型進行求解，得到調差系數的整定值。