一種沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法，包括以下步驟：獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)振蕩模式的區(qū)域間振蕩頻率和區(qū)域間阻尼比；獲得交流聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)的慣性常數(shù)的比值；確定沖激擾動(dòng)的最大功率值和等效沖激時(shí)間；確定沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)最大值和取得功率波動(dòng)最大值的時(shí)間；評(píng)估沖激擾動(dòng)對(duì)交流聯(lián)絡(luò)線的影響。本發(fā)明適用于發(fā)生直流換相失敗、直流再啟動(dòng)等故障情況下聯(lián)絡(luò)線波動(dòng)情況分析，有利于系統(tǒng)分析人員、調(diào)度運(yùn)行人員分析電網(wǎng)特性。
【專利說(shuō)明】一種沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種分析方法，具體涉及一種沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的 評(píng)估分析方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于我國(guó)資源能源分布不均、能源基地與負(fù)荷中心之間距離較長(zhǎng)，直流輸電在我 國(guó)得到了大規(guī)模的應(yīng)用，形成了規(guī)模巨大的交直流互聯(lián)電網(wǎng)。特別是隨著特高壓直流工程 的大規(guī)模建設(shè)，交直流系統(tǒng)之間的相互影響更加明顯，換相失敗是其中常見(jiàn)的一種。受端電 網(wǎng)交流故障將引發(fā)直流換相失敗，直流換相失敗對(duì)交流系統(tǒng)產(chǎn)生短暫擾動(dòng)，擾動(dòng)可能引發(fā) 交流聯(lián)絡(luò)線的波動(dòng)。由于換相失敗持續(xù)時(shí)間較短且事后恢復(fù)正常，自身對(duì)系統(tǒng)影響不大。但 換相失敗引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)將會(huì)對(duì)交流聯(lián)絡(luò)線的輸電能力產(chǎn)生較大影響。直流再 啟動(dòng)成功也存在類似問(wèn)題。因而如何準(zhǔn)確計(jì)算換相失敗、直流再啟動(dòng)等沖激擾動(dòng)引發(fā)的交 流聯(lián)絡(luò)線的波動(dòng)大小對(duì)指導(dǎo)實(shí)際聯(lián)絡(luò)線方式安排具有重要意義。
[0003] 申請(qǐng)?zhí)枮?01010187823. 1的發(fā)明專利公開(kāi)了一種兩大區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)交流聯(lián) 絡(luò)線功率波動(dòng)峰值的計(jì)算方法，采用2階線性系統(tǒng)時(shí)域分析相關(guān)方法給出了機(jī)組跳閘等階 躍擾動(dòng)引發(fā)區(qū)域聯(lián)絡(luò)線波動(dòng)功率大小的計(jì)算方法。但對(duì)換相失敗、直流再啟動(dòng)成功等迅速 恢復(fù)的沖激擾動(dòng)對(duì)聯(lián)絡(luò)線波動(dòng)大小并未給出分析。而沖激擾動(dòng)引發(fā)聯(lián)絡(luò)線的波動(dòng)機(jī)制和機(jī) 組跳閘、直流閉鎖等階躍擾動(dòng)引發(fā)聯(lián)絡(luò)線波動(dòng)機(jī)制存在較大區(qū)別。如果直接采用上述專利 提供的方法計(jì)算沖激擾動(dòng)引發(fā)的聯(lián)絡(luò)線波動(dòng)大小時(shí)結(jié)果差別非常大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率 波動(dòng)的評(píng)估分析方法，適用于發(fā)生直流換相失敗、直流再啟動(dòng)等故障下聯(lián)絡(luò)線波動(dòng)情況分 析，有利于系統(tǒng)分析人員、調(diào)度運(yùn)行人員分析電網(wǎng)特性。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明提供一種沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法，所述方法 包括以下步驟：
[0007] 步驟1 :獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)振蕩模式的區(qū)域間振蕩頻率和區(qū)域間阻尼比；
[0008] 步驟2 :獲得交流聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)的慣性常數(shù)的比值；
[0009] 步驟3 :確定沖激擾動(dòng)的最大功率值和等效沖激時(shí)間；
[0010] 步驟4 :確定沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)最大值和取得功率波動(dòng)最大值 的時(shí)間；
[0011] 步驟5 :評(píng)估沖激擾動(dòng)對(duì)交流聯(lián)絡(luò)線的影響。
[0012] 所述步驟1中，根據(jù)小干擾理論分析中的特征值分析法獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)振蕩 模式的區(qū)域間振蕩頻率和區(qū)域間阻尼比，或?qū)Πl(fā)生擾動(dòng)時(shí)聯(lián)絡(luò)線實(shí)際功率振蕩曲線進(jìn)行 PR0NY分析獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)振蕩模式的區(qū)域間振蕩頻率和區(qū)域間阻尼比，區(qū)域間振蕩 頻率和區(qū)域間阻尼比分別用（^和€表示。
[0013] 所述步驟2中，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)參數(shù)，獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)的慣性 常數(shù)的比值，用H21/H22表示，其中H21、H22分別為聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)所有機(jī)組的總慣性常數(shù)。
[0014] 所述步驟3中，根據(jù)沖激擾動(dòng)情況，得到?jīng)_激擾動(dòng)的最大功率值，用AP_表示；
[0015] 沖激擾動(dòng)的等效沖激時(shí)間用AT表示，有：

【權(quán)利要求】
1. 一種沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法，其特征在于：所述方法 包括以下步驟： 步驟1:獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)振蕩模式的區(qū)域間振蕩頻率和區(qū)域間阻尼比； 步驟2 :獲得交流聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)的慣性常數(shù)的比值； 步驟3 :確定沖激擾動(dòng)的最大功率值和等效沖激時(shí)間； 步驟4 :確定沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)最大值和取得功率波動(dòng)最大值的時(shí) 間； 步驟5 :評(píng)估沖激擾動(dòng)對(duì)交流聯(lián)絡(luò)線的影響。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法，其 特征在于：所述步驟1中，根據(jù)小干擾理論分析中的特征值分析法獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)振 蕩模式的區(qū)域間振蕩頻率和區(qū)域間阻尼比，或?qū)Πl(fā)生擾動(dòng)時(shí)聯(lián)絡(luò)線實(shí)際功率振蕩曲線進(jìn)行 PRONY分析獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)振蕩模式的區(qū)域間振蕩頻率和區(qū)域間阻尼比，區(qū)域間振蕩 頻率和區(qū)域間阻尼比分別用（^和€表示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法,其特 征在于：所述步驟2中，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)參數(shù)，獲得聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)的慣性常 數(shù)的比值，用H21/H22表示，其中H21、H22分別為聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)所有機(jī)組的總慣性常數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法,其特 征在于：所述步驟3中，根據(jù)沖激擾動(dòng)情況，得到?jīng)_激擾動(dòng)的最大功率值，用APmax表示； 沖激擾動(dòng)的等效沖激時(shí)間用AT表示，有：
其中，AP和t分別為沖激擾動(dòng)瞬時(shí)值和持續(xù)時(shí)間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法,其特 征在于：所述步驟4中，根據(jù)短暫方波擾動(dòng)下二階系統(tǒng)的響應(yīng)特征，即可確定沖激擾動(dòng)引發(fā) 的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)最大值和取得功率波動(dòng)最大值的時(shí)間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法， 其特征在于：所述步驟4包括以下步驟： (4-1)由于方波擾動(dòng)可分解為正向階躍擾動(dòng)和負(fù)向階躍擾動(dòng)，根據(jù)交流聯(lián)絡(luò)線受階躍 擾動(dòng)的波動(dòng)方程，得到其受方波擾動(dòng)的波動(dòng)方程：
其中，h(t)為交流聯(lián)絡(luò)線受方波擾動(dòng)的波動(dòng)函數(shù)，APs為方波擾動(dòng)大小，At為方波擾 動(dòng)時(shí)間；H21和H22分別為聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)電網(wǎng)所有機(jī)組的總慣性常數(shù)，€為區(qū)域間阻尼比， 為自然振蕩頻率，為區(qū)域間振蕩頻率，P為初始相角； 由于A T遠(yuǎn)小于區(qū)域間振蕩周期且€小于0. 15, 近似為1，于是式⑴簡(jiǎn)化為：
多個(gè)方波擾動(dòng)疊加構(gòu)成沖激擾動(dòng)，忽略各個(gè)方波響應(yīng)之間的衰減和相位差，根據(jù)式（3) 可得沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線的波動(dòng)方程：
其中，H(t)為沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線的波動(dòng)函數(shù)，APniaxS沖激擾動(dòng)的最大功率 值，為A T沖激擾動(dòng)的等效沖激時(shí)間； (4-2)根據(jù)沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線的波動(dòng)方程，沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率 波動(dòng)最大值和取得功率波動(dòng)最大值的時(shí)間分別表示為：
其中，Hmax為沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)最大值，tp為沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián) 絡(luò)線取得功率波動(dòng)最大值的時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的評(píng)估分析方法，其特 征在于：所述步驟5中，根據(jù)得到的沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)最大值和取得功 率波動(dòng)最大值的時(shí)間評(píng)估沖激擾動(dòng)對(duì)交流聯(lián)絡(luò)線的影響，沖激擾動(dòng)引發(fā)的交流聯(lián)絡(luò)線功率 波動(dòng)最大值越大，沖激擾動(dòng)對(duì)交流聯(lián)絡(luò)線的影響越大。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104330671SQ201410641616
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】王晶, 董昱, 胡超凡, 葛睿, 夏翔, 江木, 呂穎 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院