一種勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能綜合評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能綜合評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性既是全方位的；包括靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、電壓 穩(wěn)定等，同時(shí)也是全過程的；第一擺W及后續(xù)擺動(dòng)過程，已經(jīng)擴(kuò)展到提高系統(tǒng)的大干擾穩(wěn)定 性區(qū)域。采用快速勵(lì)磁系統(tǒng)配置PSS，可對(duì)系統(tǒng)大擾動(dòng)提供適當(dāng)?shù)恼枨?，有效抑制系統(tǒng)低 頻振蕩。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制由于它的有效性、經(jīng)濟(jì)性和成熟程度，是全面提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn) 定性的重要手段。
[0003] 目前，電網(wǎng)公司對(duì)于勵(lì)磁系統(tǒng)性能的評(píng)估主要基于入網(wǎng)或設(shè)網(wǎng)試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，離 線試驗(yàn)檢測(cè)方式能夠客觀反映勵(lì)磁系統(tǒng)在特定試驗(yàn)條件下的的性能品質(zhì)，但往往難W準(zhǔn)確 反映實(shí)際在線運(yùn)行中機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，而實(shí)際運(yùn)行中如果機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)性能 出現(xiàn)問題，可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成巨大的安全隱患。
[0004] 隨著基于同步相量測(cè)量技術(shù)的廣域測(cè)量系統(tǒng)（WideAreaMeasurementSystem, WAM巧的逐漸發(fā)展、成熟和應(yīng)用，其為電力系統(tǒng)提供了可靠的、實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，尤其為同時(shí) 在時(shí)間和空間的二維坐標(biāo)下實(shí)時(shí)研究和觀察動(dòng)態(tài)行為提供了可能。擾動(dòng)發(fā)生后，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 并記錄機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，通過對(duì)在線動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)機(jī)組勵(lì) 磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能的評(píng)價(jià)。
[0005] 組合賦權(quán)法綜合主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，既能有效反映專家的主觀意愿，又可避免 主觀因素過多的隨意性，同時(shí)又能反映數(shù)據(jù)本身的信息，賦權(quán)結(jié)果更為合理。灰色關(guān)聯(lián)分析 法的基本思想是根據(jù)序列曲線與參考序列曲線在幾何形狀上的接近程度來判斷兩者之間 的關(guān)聯(lián)程度，具有理論清晰、計(jì)算簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，并已在電能質(zhì)量評(píng)價(jià)、輸變電工程等綜合評(píng) 價(jià)領(lǐng)域得到一定應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于組合法和灰色關(guān)聯(lián)分析法結(jié) 合的勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能綜合評(píng)價(jià)方法，將勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合得到綜合 評(píng)價(jià)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的綜合評(píng)價(jià)與排序。
[0007] 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：
[000引本發(fā)明提供一種勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于；所述方法包括W下步驟：
[0009] 步驟1 ;確定勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)；
[0010] 步驟2 ;確定評(píng)估矩陣，并對(duì)評(píng)估矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0011] 步驟3 ;根據(jù)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重和主觀權(quán)重確定組合權(quán)重；
[0012] 步驟4 ;確定勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行綜 合評(píng)價(jià)。
[0013] 所述步驟1中，勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)包括勵(lì)磁電壓上升時(shí)間、最大 勵(lì)磁電壓倍數(shù)、勵(lì)磁系統(tǒng)暫態(tài)放大倍數(shù)、機(jī)端電壓穩(wěn)定時(shí)間和穩(wěn)態(tài)電壓波動(dòng)率。
[0014] 所述勵(lì)磁電壓上升時(shí)間是指從勵(lì)磁電壓開始突變到勵(lì)磁電壓達(dá)到勵(lì)磁電壓最大 值的時(shí)間，所述勵(lì)磁電壓上升時(shí)間用于描述勵(lì)磁電壓的上升速度，勵(lì)磁電壓上升時(shí)間越短 則響應(yīng)速度越快；
[0015] 所述最大勵(lì)磁電壓倍數(shù)是指擾動(dòng)過程中勵(lì)磁電壓最大值與勵(lì)磁電壓額定值之比， 有：
[0016]
…
[0017] 式（1)中，K。表示最大勵(lì)磁電壓倍數(shù)；E。表示勵(lì)磁電壓額定值；E表示勵(lì)磁電壓 最大值，勵(lì)磁電壓最大值是指發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓受到擾動(dòng)情況下，勵(lì)磁系統(tǒng)能夠輸出的最大 直流電壓；
[0018] 所述勵(lì)磁系統(tǒng)暫態(tài)放大倍數(shù)用于描述發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁電壓在暫態(tài)調(diào)節(jié)過程中對(duì) 機(jī)端電壓偏差的調(diào)節(jié)能力；勵(lì)磁系統(tǒng)暫態(tài)放大倍數(shù)越大，勵(lì)磁系統(tǒng)的暫態(tài)調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，越 有利于改善電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定；
[0019] 勵(lì)磁系統(tǒng)暫態(tài)放大倍數(shù)用K,表示，分W下兩種情況：
[0020] 1)機(jī)端電壓因擾動(dòng)驟降時(shí)，有：
[0021]
(2)
[0022] 2)機(jī)端電壓因擾動(dòng)驟升時(shí)，有：
[002引
（3)
[0024]式（2)、（3)中，E。表示勵(lì)磁電壓初始值，Emi。表示勵(lì)磁電壓最小值，U。表示機(jī)端電 壓初始值，Um"表示機(jī)端電壓最大值，Umi。表示機(jī)端電壓最小值。
[0025] 機(jī)端電壓穩(wěn)定時(shí)間為機(jī)端電壓擾動(dòng)開始時(shí)刻和機(jī)端電壓穩(wěn)定時(shí)刻之差，所述機(jī)端 電壓穩(wěn)定時(shí)刻是指機(jī)端電壓首次進(jìn)入穩(wěn)態(tài)允許波動(dòng)范圍的時(shí)刻，所述穩(wěn)態(tài)允許波動(dòng)范圍取 機(jī)端電壓穩(wěn)態(tài)值的0. 5%;
[0026] 所述穩(wěn)態(tài)電壓波動(dòng)率用于描述機(jī)端電壓穩(wěn)態(tài)時(shí)的波動(dòng)程度，包括擾動(dòng)前機(jī)端電壓 波動(dòng)率和擾動(dòng)后機(jī)端電壓波動(dòng)率52,分別表示為：
(4)
[0029]式（4)、巧）中，P表示機(jī)端電壓采樣點(diǎn)數(shù)化y表示擾動(dòng)前第y個(gè)機(jī)端電壓采樣值， 表示擾動(dòng)后第y個(gè)機(jī)端電壓采樣值；U1W。表示擾動(dòng)前機(jī)端電壓平均值，
Usave表不擾動(dòng)后機(jī)端電壓平均值，
Uiy、Uiave、Ugy、Ugave均為標(biāo)么值。
[0030] 所述步驟2中，設(shè)有n個(gè)機(jī)組，每個(gè)機(jī)組均有m個(gè)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)，每個(gè)機(jī)組視為一 個(gè)序列曲線，由各機(jī)組的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)值組成評(píng)估矩陣X，其為nXm矩陣；
[0031] 由于機(jī)組中基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的屬性和量綱不同，即最大勵(lì)磁電壓倍數(shù)和勵(lì)磁系統(tǒng)暫 態(tài)放大倍數(shù)為正向評(píng)價(jià)指標(biāo)，正向評(píng)價(jià)指標(biāo)越大越好，勵(lì)磁電壓上升時(shí)間、機(jī)端電壓穩(wěn)定時(shí) 間和穩(wěn)態(tài)電壓波動(dòng)率為負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)，負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)越小越好；將評(píng)價(jià)矩陣X中的正向評(píng) 價(jià)指標(biāo)值和負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)值分別采用極值處理法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，有：
[0034] 式做、（7)中，X。表示第i個(gè)機(jī)組的第j個(gè)正向評(píng)價(jià)指標(biāo)值，X'。表示第i個(gè) 機(jī)組的第j個(gè)負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)值，r。表示經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的正向評(píng)價(jià)指標(biāo)值，r'。表示經(jīng) 標(biāo)準(zhǔn)化處理后的負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)值；max表示不同機(jī)組對(duì)于第j個(gè)正向評(píng)價(jià)指標(biāo)值的最大 值，min.、>表示不同機(jī)組對(duì)于第j個(gè)正向評(píng)價(jià)指標(biāo)值的最小值，m嚴(yán)4表示不同機(jī)組對(duì)于第 j個(gè)負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)值的最大值，表示不同機(jī)組對(duì)于第j個(gè)負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)值的最小值.i= 1，2,…，n，j= 1，2,…，m;
[0035] 評(píng)估矩陣X經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理，將正向評(píng)價(jià)指標(biāo)和負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)一為正向指標(biāo)，越 大越好；
[0036] 標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到?jīng)Q策矩陣R= (ru)"xm，[0, 1]，由決策矩陣R得到所有 機(jī)組對(duì)于第j個(gè)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值rgj.和虛擬理想機(jī)組RW，即f*/ = ?'咕j二[rW， ?y' ? ? ? 丄*2> >丄*j> >丄飾1」0
[0037] 所述步驟3中，確定組合權(quán)重前，先分別計(jì)算基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重和主觀權(quán) 重；包括：
[003引1)采用滴權(quán)法計(jì)算基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重，具體有：
[0039] 設(shè)第j個(gè)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的滴用町表示，有：
[0040]
(8)
[0041] 式做中，k表示調(diào)節(jié)系數(shù)，表示標(biāo)準(zhǔn)化值，有
當(dāng)fy= 0時(shí)，令 fijlnfij= 0 ；
[0042] 第j個(gè)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀權(quán)重w'J表示為：
t9)
[0043]
[0044] 式（9)中，0《w'j《1，且
[0045] 2)采用序關(guān)系分析法計(jì)算基本評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀權(quán)重，具體有：
[0046] 設(shè)第j個(gè)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)用Uj表示，第j-1個(gè)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)用Uj_康示，Uj和U"的 重要性程度分別用w/'和表示，有：
[0047] hj=Wj_i" /Wj" (10)
[0048] 式（10)中，hj表示W(wǎng)j'V和Wj"之比，j= 2, 3…，m;
[0049] 給出hj.的理性賦值，按照重要性程度排序后，重要性程度最低即第m個(gè)基本評(píng)價(jià) 指標(biāo)Um的主觀權(quán)重W"m表示為：
[0化0]
(11)
[005"1] 式（11)中，k為計(jì)數(shù)變量，且k= 2, 3,…，m;
[0052] 由于滿足W"w=h