[發(fā)明專利]多機系統(tǒng)頻率響應的等效方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110300966.7
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112886614A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 趙天騏;謝歡;羅亞洲;王茂海;賈琳;譚貝斯;趙峰;曾兵;羅婧;夏雪;郝婧;張涵之;王澤森;劉瑛琳
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網(wǎng)公司華北分部;國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)有限公司;浙江大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 侯天印;郝博

1.一種多機系統(tǒng)頻率響應的等效方法，其特征在于，包括：

聯(lián)立交流網(wǎng)絡有功潮流方程、同步機搖擺方程和同步機調(diào)速器動態(tài)方程，確定多機系統(tǒng)的頻率與功率擾動之間的傳遞函數(shù)，其中，所述交流網(wǎng)絡有功潮流方程中的電力電子裝備節(jié)點和負荷節(jié)點已消去；

將消去電力電子裝備節(jié)點和負荷節(jié)點后的壓縮電納矩陣的零特征值和對應的特征向量，代入所述多機系統(tǒng)的頻率與功率擾動之間的傳遞函數(shù)，確定多機系統(tǒng)頻率共模分量；

將多機系統(tǒng)頻率共模分量通過單機系統(tǒng)的頻率與功率擾動之間的傳遞函數(shù)等效表征。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，交流網(wǎng)絡有功潮流方程如下所示：

式中：P_E,i和P_PED,i分別為同步機與電力電子裝備發(fā)出的有功功率；P_L,i為負荷消耗的有功功率；V_i為節(jié)點的電壓；θ_i為節(jié)點相角；B_ij為節(jié)點電納矩陣中的元素，j∈i表示節(jié)點j與節(jié)點i直接相連；n為同步機節(jié)點的數(shù)目；m為電力電子裝備節(jié)點的數(shù)目；a為負荷節(jié)點的數(shù)目；

同步機搖擺方程如下所示：

式中：ω₀為頻率基值；ω_i為標幺化后的同步機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與頻率基值之差；s為拉普拉斯算子；P_T,i為機械功率；J_i和D_i分別為同步機的轉(zhuǎn)動慣量和阻尼系數(shù)；u_i為施加的擾動；

同步機調(diào)速器動態(tài)方如下所示：

式中：T_i為調(diào)速器時間常數(shù)；K_P,i和K_I,i分別為一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的系數(shù)；q_i為頻率的積分量。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，聯(lián)立交流網(wǎng)絡有功潮流方程、同步機搖擺方程和同步機調(diào)速器動態(tài)方程，確定多機系統(tǒng)的頻率與功率擾動之間的傳遞函數(shù)，包括：

設置各個同步機的參數(shù)，包括：令各個同步機的時間常數(shù)相等，令各個同步機的轉(zhuǎn)動慣量、阻尼系數(shù)、一次調(diào)頻系數(shù)和二次調(diào)頻系數(shù)之間的比例相同；

根據(jù)設置后的各個同步機的參數(shù)，對交流網(wǎng)絡有功潮流方程、同步機搖擺方程和同步機調(diào)速器動態(tài)方程進行線性化處理，確定多機系統(tǒng)的頻率與功率擾動之間的傳遞函數(shù)。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，按照如下方式設置各個同步機的參數(shù)：

式中：T為常數(shù)；J_sum＝∑J_i；D_sum＝∑D_i；K_Psum＝∑K_P,i；K_Isum＝∑K_I,i。

5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，多機系統(tǒng)的頻率與功率擾動之間的傳遞函數(shù)如下所示：

式中，Δω_G(s)為頻率的拉普拉斯變換，Δu_G(s)為功率擾動的拉普拉斯變換，J,D,K_P,K_I,T∈R^n×n分別為以J_i,D_i,K_P,i,K_I,i,T_i為對角元素的對角陣；B_r∈R^n×n為消去電力電子裝備節(jié)點和負荷節(jié)點后的壓縮電納矩陣；I_n為n階單位陣。