[發明專利]電力系統暫態穩定狀態、運行狀態分析方法及系統

在審

• 申請號: 202011361115.5
• 申請日: 2020-11-28
• 公開（公告）號: CN112542832A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 王鑫;陳海東;李江鵬;李濤;朱仔新;白鷺;田坤;王勇;張靜忠;李金東;楊龍;孫原;高任龍;楊宏;秦建翔;蒙飛;田波;王慶;劉剛;徐建忠;鐘當書;孫陽;周良松;姚占東
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司;武漢華飛智能電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 高蘭

1.一種電力系統暫態穩定狀態分析方法，其特征在于，包括：

構建電力系統的發電機功率特性方程組；

基于構建的電力系統的發電機功率特性方程組，分別構建電力系統正常運行時的發電機功率特性、線路發生短路故障時的發電機功率特性和故障線路切斷后的發電機功率特性；

分別繪制電力系統正常運行時的發電機功率特性曲線、線路發生短路故障時的發電機功率特性曲線和故障線路切斷后的發電機功率特性曲線；

根據電力系統正常運行時的發電機功率特性曲線、線路發生短路故障時的發電機功率特性曲線和故障線路切斷后的發電機功率特性曲線，分析保持電力系統暫定穩定狀態的控制策略。

2.根據權利要求1所述的電力系統暫態穩定狀態分析方法，其特征在于，所述構建電力系統的發電機功率特性方程組包括：

簡化電力系統及其等值電路，簡化后的電力系統包括一臺發電機G、升壓變壓器T1、輸電線路L和降壓變壓器T2和受端，其發電機功率特性為：

式中，Pe為發電機輸出的電磁功率，E為發電機電勢，V為受端系統電壓，X為系統的總電抗，X＝X′_d+X_T1+(X_L//X_L)+X_T2，δ為發電機功角，Pm為功率極限，X′_d表示發電機的直軸超瞬變電抗。

3.根據權利要求2所述的電力系統暫態穩定狀態分析方法，其特征在于，所述基于構建的電力系統的發電機功率特性方程組，分別構建電力系統正常運行時的發電機功率特性、線路發生短路故障時的發電機功率特性和故障線路切斷后的發電機功率特性包括：

正常運行時，電力系統總電抗為X_Ⅰ＝X′_d+X_T1+(X_L//X_L)+X_T2，發電機的功率特性為：

式中，E₀為短路前暫態電抗X′_d后的發電機電勢，V₀為短路前受端系統的電壓；

發生線路短路故障時，在等值電路中的短路點增加接地附加電抗X_Δ，發電機與電力系統之間的轉移電抗為：

發電機的功率特性為：

故障線路切斷后，電力系統的總電抗為：

X_Ⅲ＝X′_d+X_T1+X_L+X_T2；

發電機的功率特性為：

其中，X_ⅠX_ⅢX_Ⅱ，功率極限的大小關系為P_mⅠP_mⅢP_mⅡ。

4.根據權利要求1-3任一項所述的電力系統暫態穩定狀態分析方法，其特征在于，所述根據電力系統正常運行時的發電機功率特性曲線、線路發生短路故障時的發電機功率特性曲線和故障線路切斷后的發電機功率特性曲線，分析保持電力系統暫定穩定狀態的控制策略包括：

計算電力系統正常運行狀態到線路短路故障發生再到故障線路切斷過程中，發電機轉子加速形成的加速面積；

計算電力系統的故障線路切斷時，發電機轉子開始減速到發電機轉子恢復到同步轉速過程中，發電機轉子減速形成的減速面積；

通過調整發電機的功角，使得所述加速面積和所述減速面積相等，電力系統處于暫態穩定狀態。

5.一種電力系統運行狀態分析方法，其特征在于，包括：

基于權利要求1-4任一項所述的電力系統暫態穩定狀態分析方法對電力系統進行暫態穩定狀態分析；

在電力系統處于暫態穩定狀態的基礎上，構建電力系統的運行方程組，所述運行方程組表征電力系統元件及其控制的動態規律；

基于電力系統當前的抗干擾能力，對運行方程組進行求解，確定電力系統當前的運行狀態；

根據電力系統當前的運行狀態，確定對應的控制策略。