基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法
【專利摘要】一種基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，包括：仿真獲取電網(wǎng)中存在電壓恢復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵母線；以關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功輸出為對(duì)象，構(gòu)建電壓無(wú)功靈敏度模型；根據(jù)積分映射函數(shù)計(jì)算關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值；將所述關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值代入電壓無(wú)功靈敏度模型進(jìn)行靈敏度求解，獲得電網(wǎng)的電壓無(wú)功靈敏度。本發(fā)明的技術(shù)，準(zhǔn)確地檢測(cè)系統(tǒng)電壓跌落后的電壓無(wú)功靈敏度，用以評(píng)估擾動(dòng)后各發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力對(duì)關(guān)鍵母線的電壓恢復(fù)的影響，能夠反映故障發(fā)生后鄰近發(fā)電廠的勵(lì)磁控制對(duì)關(guān)鍵母線電壓恢復(fù)貢獻(xiàn)大小情況，用以補(bǔ)償故障導(dǎo)致的區(qū)域無(wú)功不足，改善關(guān)鍵母線電壓恢復(fù)緩慢問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定和發(fā)電機(jī)無(wú)功控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)能源與經(jīng)濟(jì)分布極度不均衡，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的用電需求，部分區(qū)域已發(fā)展為交直流并聯(lián)運(yùn)行的超高壓、遠(yuǎn)距離、大容量送電的互聯(lián)電網(wǎng)。受端電網(wǎng)具有負(fù)荷高度密集、外區(qū)送入電力比例高、多回直流集中饋入等特點(diǎn)，受端系統(tǒng)無(wú)功電壓?jiǎn)栴}與交直流相互影響問(wèn)題緊密聯(lián)系，相互交織，穩(wěn)定特性非常復(fù)雜。
[0003]發(fā)電機(jī)作為電力系統(tǒng)重要的動(dòng)態(tài)無(wú)功電源，在系統(tǒng)故障電壓跌落的情況下啟動(dòng)勵(lì)磁控制，能夠快速輸出動(dòng)態(tài)無(wú)功，為系統(tǒng)受端電壓跌落提供動(dòng)態(tài)支撐。
[0004]合理利用發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)無(wú)功資源，優(yōu)化發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力，能夠快速輸出動(dòng)態(tài)無(wú)功，為系統(tǒng)受端電壓跌落提供及時(shí)有效地?zé)o功控制，提高電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支持能力，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0005]傳統(tǒng)的電壓無(wú)功靈敏度分析方法屬于靜態(tài)電壓穩(wěn)定研究的范疇，它以潮流方程為基礎(chǔ)，利用潮流工作點(diǎn)的雅克比矩陣計(jì)算，研究發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功變化對(duì)系統(tǒng)電壓的影響，無(wú)法準(zhǔn)確地檢測(cè)系統(tǒng)電壓跌落后的電壓無(wú)功靈敏度，用以評(píng)估擾動(dòng)后各發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力對(duì)關(guān)鍵母線的電壓恢復(fù)的影響，難以解決現(xiàn)有電網(wǎng)所考核的故障后關(guān)鍵母線存在電壓恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，本發(fā)明提出一種基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)系統(tǒng)電壓跌落后的電壓無(wú)功靈敏度，用以評(píng)估擾動(dòng)后各發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力對(duì)關(guān)鍵母線的電壓恢復(fù)的影響，可以解決現(xiàn)有電網(wǎng)所考核的故障后關(guān)鍵母線存在電壓恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其包括如下步驟:
[0008]仿真獲取電網(wǎng)中存在電壓恢復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵母線；
[0009]以關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功輸出為對(duì)象，構(gòu)建電壓無(wú)功靈敏度模型；
[0010]根據(jù)積分映射函數(shù)計(jì)算關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值；
[0011 ] 將所述關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值代入電壓無(wú)功靈敏度模型進(jìn)行靈敏度求解，獲得電網(wǎng)的電壓無(wú)功靈敏度。
[0012]綜上所述，本發(fā)明基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，構(gòu)建以關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功輸出為對(duì)象的電壓無(wú)功靈敏度模型，通過(guò)基于積分映射的方法計(jì)算電壓無(wú)功靈敏度轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)鍵母線電壓的增量測(cè)度值和發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值的比值，利用電壓無(wú)功靈敏度模型求解電網(wǎng)的電壓無(wú)功靈敏度；能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)系統(tǒng)電壓跌落后的電壓無(wú)功靈敏度，用以評(píng)估擾動(dòng)后各發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力對(duì)關(guān)鍵母線的電壓恢復(fù)的影響，能夠反映故障發(fā)生后鄰近發(fā)電廠的勵(lì)磁控制對(duì)關(guān)鍵母線電壓恢復(fù)貢獻(xiàn)大小情況，可以補(bǔ)償故障導(dǎo)致的區(qū)域無(wú)功不足，改善關(guān)鍵母線電壓恢復(fù)緩慢問(wèn)題。關(guān)鍵母線電壓對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)功的積分映射靈敏度能夠準(zhǔn)確反映出系統(tǒng)電壓跌落后的恢復(fù)特征信息，為進(jìn)一步分析擾動(dòng)后關(guān)鍵母線電壓恢復(fù)問(wèn)題，制定合理的控制策略奠定了理論基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明發(fā)基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法流程圖；
[0014]圖2為母線電壓幅值仿真波形示意圖。 【具體實(shí)施方式】
[0015]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]如圖1所示，圖1為本發(fā)明基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法流程圖，具體包括如下步驟:
[0017]步驟S10，仿真獲取電網(wǎng)中存在電壓恢復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵母線。
[0018]具體的，可以通過(guò)電力系統(tǒng)故障后錄波記錄或BPA仿真獲取存在電壓恢復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵母線。
[0019]例如，在2013年豐大極限方式下，負(fù)荷采用50%感應(yīng)電動(dòng)機(jī)+50%恒阻抗模型，應(yīng)用BPA仿真軟件對(duì)某省級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行了故障仿真分析，其中莞城-寶安線路莞城側(cè)三永中開(kāi)關(guān)拒動(dòng)故障后大朗站220kV母線電壓存在電壓恢復(fù)問(wèn)題，其相應(yīng)的母線電壓幅值仿真波形如圖2所示。
[0020]莞城-寶安線路莞城側(cè)三永中開(kāi)關(guān)拒動(dòng)故障，故障情況為安莞線莞城側(cè)在0.ls(5周波)時(shí)發(fā)生三相短路故障，0.2s (10周波)時(shí)寶安側(cè)三相開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、莞城側(cè)三相開(kāi)關(guān)單相拒動(dòng)，0.45s (22.5周波)時(shí)水莞甲線被切除，莞城側(cè)線路三相短路單相開(kāi)關(guān)拒動(dòng)故障消失。水莞甲線切除后，莞城站附近區(qū)域220kV大朗站則明顯出現(xiàn)電壓恢復(fù)問(wèn)題。如圖2所示，故障后220kV大朗站母線電壓低于0.75pu的持續(xù)時(shí)間為79周波，低于0.95pu的持續(xù)時(shí)間為206.5周波，存在電壓恢復(fù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0021]步驟S20，以關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功輸出為對(duì)象，構(gòu)建電壓無(wú)功靈敏度模型。
[0022]具體的，所述電壓無(wú)功靈敏度模型為:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: 仿真獲取電網(wǎng)中存在電壓恢復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵母線； 以關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功輸出為對(duì)象，構(gòu)建電壓無(wú)功靈敏度模型； 根據(jù)積分映射函數(shù)計(jì)算關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值； 將所述關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值代入電壓無(wú)功靈敏度模型進(jìn)行靈敏度求解，獲得電網(wǎng)的電壓無(wú)功靈敏度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，還包括: 將所述電壓無(wú)功靈敏度按大小進(jìn)行排序，并根據(jù)電壓無(wú)功靈敏度的排序來(lái)確定參與勵(lì)磁控制的強(qiáng)相關(guān)的發(fā)電廠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，所述電壓無(wú)功靈敏度模型為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，所述仿真獲取電網(wǎng)中存在電壓恢復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵母線的步驟包括: 通過(guò)電力系統(tǒng)故障后錄波記錄或BPA仿真獲取存在電壓恢復(fù)問(wèn)題的關(guān)鍵母線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)積分映射函數(shù)計(jì)算關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值的步驟前還包括: 根據(jù)關(guān)鍵母線所在供電區(qū)域和鄰近供電區(qū)域確定參與電壓無(wú)功控制的發(fā)電廠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)積分映射函數(shù)計(jì)算關(guān)鍵母線電壓和發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組無(wú)功出力的增量測(cè)度值的步驟包括: 對(duì)關(guān)鍵母線電壓的增量測(cè)度值的積分映射進(jìn)行評(píng)估，基于積分映射函數(shù)計(jì)算關(guān)鍵母線電壓的增量測(cè)度值A(chǔ)f
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，采用積分微元面積等值處理，將故障恢復(fù)時(shí)間均分為N等分，At為均分時(shí)間間隔； 所述關(guān)鍵母線電壓的增量測(cè)度值ΔΚ具體為:
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的基于積分映射的電壓無(wú)功靈敏度的檢測(cè)方法，其特征在于，所述積分映射函數(shù)為:


【文檔編號(hào)】H02J3/00GK103746377SQ201410043902
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】孫聞, 張俊峰, 付聰, 翁洪杰, 王奕, 楊汾艷, 曾杰, 趙艷軍, 唐景星, 張躍, 王鈐 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院