一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行和自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其是涉及一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量 充裕度評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)逐步呈現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電、直流輸電、大區(qū)聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)。對(duì)于受端系 統(tǒng)，瞬間產(chǎn)生的有功功率缺額和無功功率剩余會(huì)引起頻率下降和電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo) 致系統(tǒng)穩(wěn)定問題。直流線路退出運(yùn)行會(huì)引起潮流轉(zhuǎn)移，可能導(dǎo)致并聯(lián)運(yùn)行的交流線路過載， 對(duì)整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的系統(tǒng)沖擊，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生直流 故障后，受端系統(tǒng)功率不平衡引起潮流較大轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致故障點(diǎn)所屬區(qū)域電網(wǎng)與邊界區(qū)域電 網(wǎng)之間的輸電斷面發(fā)生非常大的潮流變化，與調(diào)度計(jì)劃值無法匹配，需要能夠利用受端系 統(tǒng)機(jī)組備用容量快速恢復(fù)聯(lián)絡(luò)線功率與故障前的潮流。通過對(duì)區(qū)內(nèi)機(jī)組備用容量充裕度進(jìn) 行評(píng)估可以準(zhǔn)確掌握區(qū)域內(nèi)機(jī)組備用容量是否可以恢復(fù)至故障運(yùn)行前狀態(tài)，是調(diào)度運(yùn)行人 員進(jìn)行系統(tǒng)故障恢復(fù)的重要參考依據(jù)，具有重要現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用推廣價(jià)值。
[0003] 本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法。對(duì)于電網(wǎng)在發(fā)生事故 后功率不平衡引起潮流大轉(zhuǎn)移導(dǎo)致故障點(diǎn)所屬區(qū)域電網(wǎng)與邊界區(qū)域間輸電斷面潮流與計(jì) 劃值不匹配時(shí)，通過調(diào)整區(qū)域內(nèi)機(jī)組備用容量恢復(fù)至故障運(yùn)行前狀態(tài)，需要對(duì)區(qū)內(nèi)機(jī)組備 用容量充裕度進(jìn)行評(píng)估。通過建立評(píng)估模型并采用最優(yōu)潮流牛頓法進(jìn)行迭代求解逐步逼近 故障前運(yùn)行狀態(tài)，從而能夠準(zhǔn)確評(píng)估電網(wǎng)備用容量充裕度。本方法基于牛頓法進(jìn)行潮流計(jì) 算，易于實(shí)現(xiàn)，緊密結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行分析需求，具有一定的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種電網(wǎng)事故恢復(fù) 備用容量充裕度評(píng)估方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，包括以下步驟：
[0007] 1)分別獲取本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)的電網(wǎng)模型和輸電斷面數(shù)據(jù)；
[0008] 2)分別計(jì)算本區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)功率分配系數(shù)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)功率調(diào)整分配系 數(shù)；
[0009] 3)根據(jù)電網(wǎng)模型和輸電斷面數(shù)據(jù)構(gòu)建備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型，并以功率調(diào) 整分配系數(shù)為系統(tǒng)發(fā)電調(diào)整步長(zhǎng)；
[0010] 4)本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)的事故恢復(fù)備用容量按照該步長(zhǎng)調(diào)整電網(wǎng)發(fā)電機(jī) 出力；
[0011] 5)通過潮流計(jì)算獲取備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型中電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的功率數(shù)值，得 到輸電斷面中聯(lián)絡(luò)線首末節(jié)點(diǎn)的功率偏差值；
[0012] 6)通過備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型判斷輸電斷面潮流是否恢復(fù)到故障前的水 平，若是，則電網(wǎng)故障已恢復(fù)，判定事故恢復(fù)備用容量充裕，若否，則查看本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰 區(qū)域外網(wǎng)的事故恢復(fù)備用容量是否全部投入，若是，則判定事故恢復(fù)備用容量不滿足，若 否，則返回步驟3)。
[0013] 所述的步驟2)中本區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)功率分配系數(shù)klg計(jì)算式為：
[0015] 其中，nlg為系統(tǒng)發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)，PgniadPPg為發(fā)電機(jī)的最大有功出力及當(dāng)前出力，Pgl_ 和Pgl為第i臺(tái)機(jī)組的最大有功出力及當(dāng)前出力。
[0016] 所述的步驟2)中相鄰區(qū)域外網(wǎng)功率調(diào)整分配系數(shù)k%計(jì)算式為：
[0018] 其中，neg為外網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)，P，Pgl_為發(fā)電機(jī)最小有功出力及當(dāng)前出 力，Pgl和Pgl_為第i臺(tái)機(jī)組的最小有功出力及當(dāng)前出力。
[0019] 所述的步驟3)中，備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型為：
[0021] 其中，η為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)，i，j為聯(lián)絡(luò)線首末節(jié)點(diǎn)，APij=PifPu。為故障前后功率偏 差。
[0022] 所述的步驟5)中的潮流計(jì)算通過牛頓法求解。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0024] 本發(fā)明對(duì)于電網(wǎng)事故后恢復(fù)處理備用容量充裕度進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，通過計(jì)算區(qū)域內(nèi) 和相鄰區(qū)域外網(wǎng)計(jì)算功率分配系數(shù)，并且采用牛頓法最優(yōu)潮流技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算易于實(shí)現(xiàn)，緊 密結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行分析需求，具有一定的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景
【附圖說明】
[0025] 圖1為實(shí)施例中的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027] 本發(fā)明提出一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，下面結(jié)合附圖和具體的 實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本 發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0028] 如圖1所示，一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，具體包括以下步驟：
[0029] 獲取電網(wǎng)計(jì)算模型與方式斷面數(shù)據(jù)，包含了本區(qū)域及相鄰區(qū)域的詳細(xì)或等值電網(wǎng) 模型與數(shù)據(jù)；
[0030] 根據(jù)本區(qū)域內(nèi)可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)備用容量計(jì)算出系統(tǒng)內(nèi)功率分配系數(shù)，計(jì)算公式如 下：
[0032] 式中klg為發(fā)電機(jī)功率分配系數(shù)，nlg為系統(tǒng)發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)，Ρ_χ，Pg表示發(fā)電機(jī)的最 大有功出力及當(dāng)前出力，Pginax，Pgl表示第i臺(tái)機(jī)組的最大有功出力及當(dāng)前出力；
[0033] 根據(jù)外網(wǎng)系統(tǒng)可調(diào)發(fā)電機(jī)出力計(jì)算出功率調(diào)整分配系數(shù)，計(jì)算公式如下：
[0035] 式中、為外網(wǎng)發(fā)電機(jī)功率分配系數(shù)，1^為外網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)，Pg_，Pg表示 發(fā)電機(jī)最小有功出力及當(dāng)前出力，Pgl_，Pgl表示第i臺(tái)機(jī)組的最小有功出力及當(dāng)前出力；
[0036] 建立備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型如下：
[0038] 式中η表示系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)，i，j表示聯(lián)絡(luò)線首末節(jié)點(diǎn)，ΔPi]=PfPu。為故障前后功 率偏差。
[0039] 采用牛頓法最優(yōu)潮流技術(shù)進(jìn)行求解，設(shè)定系統(tǒng)發(fā)電調(diào)整步長(zhǎng)使得區(qū)域內(nèi)發(fā)電機(jī)組 按此步長(zhǎng)調(diào)整出力增長(zhǎng)，而外網(wǎng)區(qū)域內(nèi)機(jī)組按此步長(zhǎng)調(diào)整出力遞減；
[0040] 根據(jù)機(jī)組功率調(diào)整分配系數(shù)調(diào)整機(jī)組出力，進(jìn)行一次牛頓法潮流計(jì)算；
[0041] 計(jì)算確定邊界聯(lián)絡(luò)線的功率并將調(diào)整后斷面聯(lián)絡(luò)線功率與故障前聯(lián)絡(luò)線功率比 較，若穩(wěn)定斷面潮流已恢復(fù)至故障前則停止計(jì)算，當(dāng)前發(fā)電備用容量充裕；
[0042] 判斷當(dāng)前發(fā)電備用容量是否已全部投入，若已全部投入則停止計(jì)算，當(dāng)前發(fā)電備 用容量無法恢復(fù)調(diào)整，否則繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。
[0043] 以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 分別獲取本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)的電網(wǎng)模型和輸電斷面數(shù)據(jù)； 2) 分別計(jì)算本區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)功率分配系數(shù)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)功率調(diào)整分配系數(shù)； 3) 根據(jù)電網(wǎng)模型和輸電斷面數(shù)據(jù)構(gòu)建備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型，并以功率調(diào)整分 配系數(shù)為系統(tǒng)發(fā)電調(diào)整步長(zhǎng)； 4) 本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)的事故恢復(fù)備用容量按照該步長(zhǎng)調(diào)整電網(wǎng)發(fā)電機(jī)出 力； 5) 通過潮流計(jì)算獲取備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型中電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的功率數(shù)值，得到輸 電斷面中聯(lián)絡(luò)線首末節(jié)點(diǎn)的功率偏差值； 6) 通過備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型判斷輸電斷面潮流是否恢復(fù)到故障前的水平，若 是，則電網(wǎng)故障已恢復(fù)，判定事故恢復(fù)備用容量充裕，若否，則查看本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰區(qū)域 外網(wǎng)的事故恢復(fù)備用容量是否全部投入，若是，則判定事故恢復(fù)備用容量不滿足，若否，則 返回步驟3)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，其特征在于， 所述的步驟2)中本區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)功率分配系數(shù)k lg計(jì)算式為：其中，nlg為系統(tǒng)發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)，P ^liaJPPg為發(fā)電機(jī)的最大有功出力及當(dāng)前出力，Pginiax和 Pgl為第i臺(tái)機(jī)組的最大有功出力及當(dāng)前出力。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，其特征在于， 所述的步驟2)中相鄰區(qū)域外網(wǎng)功率調(diào)整分配系數(shù)k%計(jì)算式為：其中，、為外網(wǎng)系統(tǒng)總發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)，P P gl_為發(fā)電機(jī)最小有功出力及當(dāng)前出力，P gl 和Pgl_為第i臺(tái)機(jī)組的最小有功出力及當(dāng)前出力。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，其特征在于， 所述的步驟3)中，備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型為：其中，η為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)，i，j為聯(lián)絡(luò)線首末節(jié)點(diǎn)，ΔΡι]= P ^-P1,。為故障前后功率偏差。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，其特征在于， 所述的步驟5)中的潮流計(jì)算通過牛頓法求解。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)事故恢復(fù)備用容量充裕度評(píng)估方法，包括以下步驟：1)分別獲取本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)的電網(wǎng)模型；2)分別計(jì)算本區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)功率分配系數(shù)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)功率調(diào)整分配系數(shù)；3以功率調(diào)整分配系數(shù)為系統(tǒng)發(fā)電調(diào)整步長(zhǎng)；4)本區(qū)域電網(wǎng)和相鄰區(qū)域外網(wǎng)的事故恢復(fù)備用容量按照該步長(zhǎng)調(diào)整電網(wǎng)發(fā)電機(jī)出力；5)通過潮流計(jì)算獲取備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型中電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的功率數(shù)值，得到輸電斷面中聯(lián)絡(luò)線首末節(jié)點(diǎn)的功率偏差值；6)通過備用容量充裕度評(píng)估計(jì)算模型判斷輸電斷面潮流是否恢復(fù)到故障前的水平。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有計(jì)算簡(jiǎn)單準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G06F19/00, H02J3/00
【公開號(hào)】CN105356457
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510810014
【發(fā)明人】楊建平, 王治華, 肖飛, 陳宏福, 范靜, 蘇凡, 王毅, 査國(guó)強(qiáng), 陸娟娟, 閃鑫
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)上海市電力公司, 國(guó)電南瑞科技股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日