專利名稱：電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定在線分析現(xiàn)已成為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，隨著 電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，暫態(tài)穩(wěn)定在線分析的計(jì)算量非常大，已成為制約安全穩(wěn)定在線分析 速度的主要因素，因此，電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值方法即使在計(jì)算機(jī)性能已極大提高的今天仍然 具有重要的意義，特別是在安全穩(wěn)定分析與控制決策的在線計(jì)算中。安全穩(wěn)定在線分析是針對電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行多個(gè)預(yù)想故障的安全穩(wěn)定計(jì)算， 一方面，隨著新能源發(fā)電的快速發(fā)展和電力市場的逐步推進(jìn)，電網(wǎng)運(yùn)行方式復(fù)雜多變；另一 方面，不同預(yù)想故障下的電網(wǎng)安全穩(wěn)定特性也不同。因此，難以在離線計(jì)算的基礎(chǔ)上，預(yù)先 進(jìn)行電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值，滿足在線安全穩(wěn)定計(jì)算的精度要求。本發(fā)明提出針對單個(gè)預(yù)想故障的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值方法，基于該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式，把電網(wǎng)劃分為研究系統(tǒng)和等值系統(tǒng)，避免了對所有預(yù)想故障進(jìn)行研究系統(tǒng)與等值系 統(tǒng)統(tǒng)一劃分的困難。依據(jù)某個(gè)預(yù)想故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中臨界機(jī)群的所有發(fā)電機(jī)和余 下機(jī)群中參與因子比較大的發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和特性是影響該故障下電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定 性的關(guān)鍵因素這一思路，綜合上一輪暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中發(fā)電機(jī)參與因子和電網(wǎng)中關(guān)鍵設(shè) 備的本輪運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪的變化，計(jì)算出對電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值的詳細(xì)程度指標(biāo)(以 下簡稱“動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)”)，對本輪電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值，用于本輪該故障的暫態(tài)功角 穩(wěn)定在線分析，解決了電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值問題，實(shí)現(xiàn)了在 滿足大電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析精度要求的前提下大幅度提高在線分析的計(jì)算速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值問題，在 滿足大電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析精度要求的前提下，大幅度提高在線分析的計(jì)算速度。本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，包括下述步驟1)若上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下某個(gè)預(yù)想故障后電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定裕度大于設(shè)定 值，或臨界機(jī)群中發(fā)電機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪沒有投/停變化，或設(shè)定的關(guān)鍵斷 面組成元件的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪沒有投/停變化，則進(jìn)入第2)步；否則，終止針對 該故障的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值計(jì)算；2)綜合上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下該故障后電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式，以及電網(wǎng)當(dāng)前 運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化程度，計(jì)算出對電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值的指標(biāo)；3)把該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中臨界機(jī)群的所有發(fā)電機(jī)和余下機(jī)群發(fā)電機(jī)中 參與因子絕對值大于等于該動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)的發(fā)電機(jī)保留下來，不進(jìn)行等值；4)把與上述保留的發(fā)電機(jī)和該故障元件電氣距離小于設(shè)定值的節(jié)點(diǎn)以及相互之 間直接相連的支路保留下來，不進(jìn)行等值。
5)對于剩余的發(fā)電機(jī)，即該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中余下機(jī)群發(fā)電機(jī)的參與因 子絕對值小于該動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)行同調(diào)機(jī)群的識別、同調(diào)發(fā)電機(jī)母線的聚合和 同調(diào)發(fā)電機(jī)模型和參數(shù)的聚合，再對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡；6)基于動(dòng)態(tài)等值后的電網(wǎng)進(jìn)行本輪該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析。附帶說明的是若該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析是第一次，則對電網(wǎng)不進(jìn)行動(dòng) 態(tài)等值，直接基于全網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析。效果和優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明綜合上一輪某個(gè)預(yù)想故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中發(fā)電機(jī)參與因子和電網(wǎng) 中關(guān)鍵設(shè)備的本輪運(yùn)行狀態(tài)相對上一輪的變化，計(jì)算出電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)，對本輪電網(wǎng) 運(yùn)行方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值，用于本輪該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析，解決了電力系統(tǒng)暫態(tài) 功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值問題，實(shí)現(xiàn)了在滿足大電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析精 度要求的前提下大幅度提高在線分析的計(jì)算速度。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1，對本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1中步驟1描述的是關(guān)于在本輪該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析中是否進(jìn)行動(dòng) 態(tài)等值的判據(jù)，該判據(jù)是若該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析是第一次，或上一輪電網(wǎng)運(yùn)行 狀態(tài)下該故障后電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定裕度大于設(shè)定值，或臨界機(jī)群中發(fā)電機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行狀 態(tài)相對于上一輪沒有投/停變化，或設(shè)定的關(guān)鍵斷面組成元件的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一 輪沒有投/停變化，則進(jìn)行針對該故障的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值；否則，不對電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值，直 接基于全網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析。圖1中步驟2描述的是本輪電網(wǎng)運(yùn)行方式下針對該故障的動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)D的計(jì) 算，即采用如下公式(1)進(jìn)行計(jì)算，其中入，為上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下該故障后暫態(tài)功角穩(wěn) 定模式中發(fā)電機(jī)i的參與因子，Pi和Pi(l分別為本輪和上一輪發(fā)電機(jī)i的有功功率，n為電 網(wǎng)中發(fā)電機(jī)的數(shù)目，k為設(shè)定的轉(zhuǎn)換因子。 圖1中步驟3描述的是在本輪電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值中需要保留哪些發(fā)電機(jī)，不進(jìn)行等值， 即保留該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中臨界機(jī)群的所有發(fā)電機(jī)，以及余下機(jī)群發(fā)電機(jī)中的參 與因子絕對值大于等于D的發(fā)電機(jī)。圖1中步驟4描述的是在本輪電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值中需要保留哪些節(jié)點(diǎn)和支路，不進(jìn)行 等值和化簡，即保留與上述保留的發(fā)電機(jī)和該故障元件電氣距離小于設(shè)定值的節(jié)點(diǎn)以及相 互之間直接相連的支路。圖1中步驟5描述的是對于剩余的發(fā)電機(jī)，即該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中余下 機(jī)群發(fā)電機(jī)的參與因子絕對值小于D的發(fā)電機(jī)，首先進(jìn)行同調(diào)機(jī)群的識別，再進(jìn)行同調(diào)發(fā) 電機(jī)母線的聚合和同調(diào)發(fā)電機(jī)模型和參數(shù)的聚合，最后對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡。其中，關(guān)于同調(diào)機(jī)群的識別可采用基于時(shí)間響應(yīng)曲線相似度的方法；在同調(diào)發(fā)電機(jī)母線的聚合中將等值節(jié)點(diǎn) 電壓幅值和相位分別設(shè)置為同調(diào)發(fā)電機(jī)母線電壓幅值和相位的平均值，等值發(fā)電機(jī)的功率 設(shè)置為同調(diào)發(fā)電機(jī)功率之和，等值節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷設(shè)置為同調(diào)發(fā)電機(jī)母線負(fù)荷之和，且不改變負(fù)荷中的靜特性負(fù)荷與動(dòng)特性負(fù)荷的比例以及靜特性負(fù)荷的組成；關(guān)于同調(diào)發(fā)電機(jī)模型和 參數(shù)的聚合，可采用頻域聚合法或加權(quán)平均法；網(wǎng)絡(luò)化簡可采用電流溝簡化法或輻射等值 獨(dú)立法。 圖1中步驟6描述的是對于等值后的電網(wǎng)進(jìn)行該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定分析。
權(quán)利要求
電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值方法，其特征在于，包括以下步驟1)若上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下某個(gè)預(yù)想故障后電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定裕度大于設(shè)定值，或臨界機(jī)群中發(fā)電機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪沒有投/停變化，或設(shè)定的關(guān)鍵斷面組成元件的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪沒有投/停變化，則進(jìn)入第2)步；否則，終止針對該故障的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值計(jì)算；2)綜合上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下該故障后電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式，以及電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化程度，計(jì)算出對電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值的詳細(xì)程度指標(biāo)，即動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)；3)把該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中臨界機(jī)群的所有發(fā)電機(jī)和余下機(jī)群發(fā)電機(jī)中參與因子絕對值大于等于該動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)的發(fā)電機(jī)保留下來，不進(jìn)行等值；4)把與上述保留的發(fā)電機(jī)和該故障元件電氣距離小于設(shè)定值的節(jié)點(diǎn)以及相互之間直接相連的支路保留下來，不進(jìn)行等值；5)對于剩余的發(fā)電機(jī)，即該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中余下機(jī)群發(fā)電機(jī)的參與因子絕對值小于該動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)行同調(diào)機(jī)群的識別、同調(diào)發(fā)電機(jī)母線的聚合和同調(diào)發(fā)電機(jī)模型和參數(shù)的聚合，再對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡；6)基于動(dòng)態(tài)等值后的電網(wǎng)進(jìn)行本輪該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值方法，其 特征在于，步驟1)關(guān)于在本輪該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析中是否進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值的判 據(jù)，該判據(jù)為若上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下該故障后電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定裕度大于設(shè)定值，或 臨界機(jī)群中發(fā)電機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪沒有投/停變化，或設(shè)定的關(guān)鍵斷面組成 元件的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪沒有投/停變化，則進(jìn)行針對該故障的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值方法，其 特征在于，步驟2)動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)D采用公式(1)進(jìn)行計(jì)算，其中\(zhòng)為上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀 態(tài)下該故障后暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中發(fā)電機(jī)i的參與因子，Pi 分別為本輪和上一輪發(fā)電 機(jī)i的有功功率，n為電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)的數(shù)目，k為設(shè)定的轉(zhuǎn)換因子。
4.根據(jù)權(quán)利1要求所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值方法，其 特征在于，步驟3)在本輪電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值中需要保留哪些發(fā)電機(jī)，不進(jìn)行等值，即保留該故 障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中臨界機(jī)群的所有發(fā)電機(jī)，以及余下機(jī)群發(fā)電機(jī)中的參與因子絕對 值大于等于D的發(fā)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利1要求所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值方法，其 特征在于，步驟4)在本輪電網(wǎng)動(dòng)態(tài)等值中需要保留哪些節(jié)點(diǎn)和支路，不進(jìn)行等值和化簡， 即保留與上述保留的發(fā)電機(jī)和該故障元件電氣距離小于設(shè)定值的節(jié)點(diǎn)以及相互之間直接 相連的支路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)等值方法，本發(fā)明屬電力系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，綜合上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下某個(gè)預(yù)想故障后電網(wǎng)的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式，以及電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相對于上一輪電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的變化程度，計(jì)算出對電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值的詳細(xì)程度指標(biāo)，對該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中余下機(jī)群發(fā)電機(jī)的參與因子絕對值小于該動(dòng)態(tài)等值指標(biāo)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行同調(diào)等值，保留與其它發(fā)電機(jī)和該故障元件電氣距離小于設(shè)定值的節(jié)點(diǎn)以及相互之間直接相連的支路，并對電網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化簡，再基于等值電網(wǎng)進(jìn)行本輪該故障的暫態(tài)功角穩(wěn)定在線分析，從而提高了計(jì)算速度。
文檔編號H02J3/00GK101872975SQ201010162089
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者任先成, 侯玉強(qiáng), 姚海成, 彭偉, 彭慧敏, 徐泰山, 方勇杰, 羅劍波, 薛禹勝 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團(tuán)公司