一種電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法
【專利摘要】一種電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法，本發(fā)明步驟為，將電力系統(tǒng)劃定為內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，在內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)間設(shè)置過渡系統(tǒng)，內(nèi)部系統(tǒng)和過渡系統(tǒng)一起組成研究系統(tǒng)，即不被等值原樣保留的系統(tǒng)；研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相交于邊界節(jié)點(diǎn)；確定邊界節(jié)點(diǎn)：在內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置短路點(diǎn)，從內(nèi)部系統(tǒng)外聯(lián)支路開始考察短路電流是否衰減；若衰減，則繼續(xù)考察相臨的外部支路，直至被考察支路短路電流不衰減，該支路端點(diǎn)即為外部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)；從內(nèi)部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)到外部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)間是過渡系統(tǒng)；等等。本發(fā)明的適用于研究系統(tǒng)容量與外部系統(tǒng)容量相比較小時(shí)的電力系統(tǒng)暫態(tài)過程分析，可處理研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)多聯(lián)絡(luò)線相連的情況。
【專利說明】一種電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于一種電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)從十九世紀(jì)末發(fā)展至今，各地(甚至各國(guó))的電力系統(tǒng)逐漸互聯(lián)，使單個(gè)有電氣聯(lián)系的電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，已形成人類歷史上覆蓋范圍最廣、規(guī)模最大的人造系統(tǒng)。這種電力系統(tǒng)間的互聯(lián)，增加了電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，但同時(shí)也增加了電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的計(jì)算量和難度。由于計(jì)算機(jī)數(shù)字計(jì)算技術(shù)的限制，有些類型的電力系統(tǒng)數(shù)字仿真，如電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程仿真至今還不能計(jì)算規(guī)模較大的系統(tǒng)，這樣就只能將龐大的電力系統(tǒng)分成兩部分，一部分為需詳細(xì)研究的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為研究系統(tǒng)；另一部分為不需詳細(xì)研究的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為外部系統(tǒng)。然后將外部系統(tǒng)用較簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型等效，等效的外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)組成一個(gè)完整的系統(tǒng)，以適應(yīng)根據(jù)不同研究問題的特點(diǎn)所選用的分析工具(如，電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析軟件EMTP)的可計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。
[0003]對(duì)外部電力系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值的方法有很多，主要可分為同調(diào)等值法、模態(tài)等值法和辨識(shí)等值法三個(gè)系列，各有優(yōu)缺點(diǎn)，沒有一種等值法可以適應(yīng)所有待研究的問題。本發(fā)明提出的動(dòng)態(tài)等值法假設(shè)研究系統(tǒng)在受到大擾動(dòng)后，外部系統(tǒng)中的各臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有明顯變化，仍能保持大擾動(dòng)前系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，適用于和外部系統(tǒng)容量相比研究系統(tǒng)容量較小時(shí)的電力系統(tǒng)暫態(tài)過程分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法，能處理當(dāng)研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)有多條聯(lián)絡(luò)線的情況。該方法假設(shè)研究系統(tǒng)在受到大擾動(dòng)后，外部系統(tǒng)中的各臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有明顯變化，仍能保持大擾動(dòng)前系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的同步轉(zhuǎn)速。根據(jù)電力系統(tǒng)擾動(dòng)后暫態(tài)過程的物理規(guī)律，當(dāng)研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)容量相差懸殊時(shí)，容量較小的研究系統(tǒng)中的擾動(dòng)很難引起容量很大的外部系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，所以當(dāng)與外部系統(tǒng)容量相比研究系統(tǒng)容量較小時(shí)本方法所用假設(shè)是成立的。而研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相比容量較小，符合絕大部分需進(jìn)行外部系統(tǒng)等值研究案例的實(shí)際情況。
[0005]一種電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法，本發(fā)明步驟為，
[0006](I)將電力系統(tǒng)劃定為內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng),在內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)間設(shè)置過渡系統(tǒng)，內(nèi)部系統(tǒng)和過渡系統(tǒng)一起組成研究系統(tǒng)，即不被等值原樣保留的系統(tǒng)；研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相交于邊界節(jié)點(diǎn)；
[0007](2)確定邊界節(jié)點(diǎn):在內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置短路點(diǎn)，從內(nèi)部系統(tǒng)外聯(lián)支路開始考察短路電流是否衰減；若衰減，則繼續(xù)考察相臨的外部支路，直至被考察支路短路電流不衰減，該支路端點(diǎn)即為外部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)；從內(nèi)部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)到外部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)間是過渡系統(tǒng)；
[0008](3)在原系統(tǒng)模型上，對(duì)于每個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，在研究系統(tǒng)內(nèi)較靠近外部系統(tǒng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置三相短路，記錄每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別短路時(shí)邊界節(jié)點(diǎn)的電壓相量，即模與相位，相位的參考節(jié)點(diǎn)為短路前潮流的平衡節(jié)點(diǎn)和由外部系統(tǒng)注入該邊界節(jié)點(diǎn)的有功功率、無功功率；
[0009](4)外部系統(tǒng)中既有向內(nèi)部系統(tǒng)提供功率的電源也有從內(nèi)部系統(tǒng)獲取電能的負(fù)荷，將外部系統(tǒng)等值為發(fā)電機(jī)與負(fù)荷的集合:發(fā)電機(jī)等值采用電流源J與導(dǎo)納Ge+jBe并聯(lián)的方式，采用電流源模型的原因是在解方程時(shí)只需要求解線性方程，簡(jiǎn)化計(jì)算；負(fù)荷等值采用導(dǎo)納GJjB^的恒阻抗模型；發(fā)電機(jī)等值電流源/、導(dǎo)納GfjBe與負(fù)荷等值GJjB^為并聯(lián)關(guān)
系，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值(參見發(fā)明專利申請(qǐng)書附圖1)；
[0010]由于外部系統(tǒng)等值模型中發(fā)電機(jī)內(nèi)阻抗等值導(dǎo)納Ge+jBe與負(fù)荷等值導(dǎo)納GJjB^為并聯(lián)關(guān)系，利用并聯(lián)關(guān)系將其合并用導(dǎo)納G+jB表示，此時(shí)即可在每個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)將外部系統(tǒng)相應(yīng)部分等值為導(dǎo)納與電流源的并聯(lián)，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值(參加發(fā)明專利申請(qǐng)書附圖2);由此得到如下方程，如式(I)所示:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法，其特征在于，步驟為， (1)將電力系統(tǒng)劃定為內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，在內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)間設(shè)置過渡系統(tǒng)，內(nèi)部系統(tǒng)和過渡系統(tǒng)一起組成研究系統(tǒng)，即不被等值原樣保留的系統(tǒng)；研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相交于邊界節(jié)點(diǎn)； (2)確定邊界節(jié)點(diǎn):在內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置短路點(diǎn)，從內(nèi)部系統(tǒng)外聯(lián)支路開始考察短路電流是否衰減；若衰減，則繼續(xù)考察相臨的外部支路，直至被考察支路短路電流不衰減，該支路端點(diǎn)即為外部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)；從內(nèi)部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)到外部系統(tǒng)邊界節(jié)點(diǎn)間是過渡系統(tǒng)； (3)在原系統(tǒng)模型上，對(duì)于每個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，在研究系統(tǒng)內(nèi)較靠近外部系統(tǒng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置三相短路，記錄每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別短路時(shí)邊界節(jié)點(diǎn)的電壓相量，即模與相位，相位的參考節(jié)點(diǎn)為短路前潮流的平衡節(jié)點(diǎn)和由外部系統(tǒng)注入該邊界節(jié)點(diǎn)的有功功率、無功功率； (4)外部系統(tǒng)中既有向內(nèi)部系統(tǒng)提供功率的電源也有從內(nèi)部系統(tǒng)獲取電能的負(fù)荷，將外部系統(tǒng)等值為發(fā)電機(jī)與負(fù)荷的集合:發(fā)電機(jī)等值采用電流源/與導(dǎo)納&+」8(；并聯(lián)的方式，采用電流源模型的原因是在解方程時(shí)只需要求解線性方程，簡(jiǎn)化計(jì)算；負(fù)荷等值采用導(dǎo)納GJjB^的恒阻抗模型；發(fā)電機(jī)等值電流源J、導(dǎo)納Ge+jBe與負(fù)荷等值GJjB^為并聯(lián)關(guān)系，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值； 由于外部系統(tǒng)等值模型中發(fā)電機(jī)內(nèi)阻抗等值導(dǎo)納化+」8(；與負(fù)荷等值導(dǎo)納GJjB^為并聯(lián)關(guān)系，利用并聯(lián)關(guān)系將其合并用導(dǎo)納G+jB表示，此時(shí)即可在每個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)將外部系統(tǒng)相應(yīng)部分等值為導(dǎo)納與電流源的并聯(lián)，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值；由此得到如下方程，如式(I)所示:
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103955594SQ201410006536
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】金發(fā)舉, 曹煒, 杜洋, 李萬信 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司西雙版納供電局, 上海電力學(xué)院