一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn) 行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大功率受電情況下，分區(qū)電網(wǎng)由于嚴(yán)重故障而解列，系統(tǒng)出現(xiàn)大量有功不平衡量， 導(dǎo)致頻率發(fā)生大幅度偏移，隨之產(chǎn)生一系列動態(tài)響應(yīng)，進(jìn)而重新達(dá)到新的發(fā)電及負(fù)荷功率 平衡狀態(tài)。在該過程中，電力系統(tǒng)頻率的偏移速度和最終穩(wěn)態(tài)時的偏移程度對各電氣元件 仿真模型的適應(yīng)性有了更高的要求。
[0003]目前對機(jī)電暫態(tài)仿真中原動機(jī)及調(diào)速器模型、發(fā)電機(jī)模型和負(fù)荷模型在大幅度頻 率偏移事件中的適應(yīng)性問題都有較深地認(rèn)識和相對成熟的研究成果，但是，對于機(jī)電暫態(tài) 仿真中網(wǎng)絡(luò)模型的適應(yīng)性分析卻鮮有涉及。目前的機(jī)電暫態(tài)仿真程序中，電力網(wǎng)絡(luò)通常采 用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，忽略頻率變化對線路、變壓器、串并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備參數(shù)的影響，送樣就導(dǎo)致其 不適宜模擬頻率偏離額定值過大的場景。仿真中如果考慮頻率影響，線路、變壓器等的電抗 和電容都會隨頻率的變化而改變，送樣在系統(tǒng)頻率大幅度變化時能更加真實地體現(xiàn)系統(tǒng)演 變過程。但如果在每個計算步長都考慮頻率變化，修正網(wǎng)絡(luò)中與頻率相關(guān)的參數(shù)，重新形成 用于系統(tǒng)計算的網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納陣，會嚴(yán)重增加計算量，致使迭代次數(shù)增加，延長電力系統(tǒng)機(jī)電暫 態(tài)仿真時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，W解決現(xiàn)有技 術(shù)增加計算量，從而延長電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真時間的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，包 括：
[0006] 獲取運(yùn)行參數(shù)和動態(tài)變量，生成微分方程和代數(shù)方程；
[0007] 將時間t置為0,判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，若是則按實際頻率修正網(wǎng)絡(luò) 阻抗和導(dǎo)納；若否則判斷系統(tǒng)有無故障；
[0008] 若有故障則修正所述微分方程和代數(shù)方程，修正后判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；若無故障 則判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；
[0009] 若穩(wěn)定則將時間增加Δt，繼續(xù)判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，循環(huán)上述步驟 直至將時間置為預(yù)設(shè)最大值。
[0010] 進(jìn)一步的，在所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法中，所述微分方程包括： 原動機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)方程、轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器方程、勵磁系統(tǒng)方程和轉(zhuǎn)子電路 方程。
[0011] 進(jìn)一步的，在所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法中，所述代數(shù)方程包括： 定子電壓方程、坐標(biāo)變換方程和電壓網(wǎng)絡(luò)方程。
[0012] 進(jìn)一步的，在所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法中，所述微分方程和代 數(shù)方程通過W下式子表示
[0013]其中，X表示微分方程組中描述系統(tǒng)動態(tài)特性的狀態(tài)變量；y是表示代數(shù)方程組中 系統(tǒng)的運(yùn)行參量；f(x，y)表示動態(tài)過程的函數(shù)表達(dá)式；g(x，y)表示不隨時間變化的代數(shù)表 達(dá)式。
[0014]進(jìn)一步的，在所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法中，所述運(yùn)行參數(shù)和動 態(tài)變量通過信息擾動前系統(tǒng)的潮流計算獲得。
[0015]本發(fā)明提供的一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，具有W下有益效果；在 大功率受電的分區(qū)電網(wǎng)由于嚴(yán)重故障而解列的場景下，頻率偏離額定值過大時，機(jī)電暫態(tài) 仿真中工頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)隨系統(tǒng)頻率變化而修正對系統(tǒng)的影響。從滿足工程需要的角度，提出 離散修正工頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的仿真方案，通過小系統(tǒng)仿真驗證了該方案的可行性。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明實施例的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法示意圖。
【具體實施方式】
[0017] W下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方 法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說 明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用W方便、明晰地輔助說明 本發(fā)明實施例的目的。
[0018]通常發(fā)生大幅度頻率偏移事件都是由于分區(qū)電網(wǎng)解列引起，解列后，受端電網(wǎng)有 功大量缺額，最主要的控制措施就是減負(fù)荷，減負(fù)荷基本上是基于低頻或頻率變化率、低壓 或電壓變化率等，因此，受端電網(wǎng)解列后，正確反映系統(tǒng)電壓和頻率的變化情況成為關(guān)注重 點。送就要求仿真分析能夠正確計算解列后電網(wǎng)的電壓與頻率，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)要能夠體現(xiàn)頻率 大幅度偏移的影響。
[0019]相對來說，電壓具有分散性，而頻率具有統(tǒng)一性。電壓的分散性指系統(tǒng)中的每個節(jié) 點電壓有自己獨立的電壓值，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時每個節(jié)點電壓可能不同，頻率的統(tǒng)一性指 整個系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)頻率都是相等的。另外，頻率屬于慣性量，變化較緩，電壓則更類似于瞬時 量，變化很快。隨頻率修正網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，會立即體現(xiàn)到系統(tǒng)電壓的變化中，系統(tǒng)頻率變化則可 認(rèn)為是由電壓變化導(dǎo)致負(fù)荷功率變化后的一個累積的緩慢變化過程。
[0020] 因此，從滿足工程需要的角度提出，在進(jìn)行解列后孤網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)仿真計算時，要計 及頻率大幅度變化對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的影響，又避免在每個計算步長都修正網(wǎng)絡(luò)參數(shù)而導(dǎo)致的計 算量增加，迭代次數(shù)增多，仿真時間延長等問題，可利用小規(guī)模孤網(wǎng)頻率具有相對統(tǒng)一性的 特質(zhì)，在頻率變化過程中，根據(jù)實際頻率與工頻的比值離散修正工頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。通過仿真驗 證，送種滿足工程快速計算要求的處理方案，可立即體現(xiàn)系統(tǒng)電壓受網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修正后的瞬 時變化，也可反映頻率在電壓變化過程中的累積響應(yīng)，計算結(jié)果接近全過程每個步長都修 正網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的處理。
[0021] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，包括：
[0022] 首先，輸入原始數(shù)據(jù)和信息擾動前系統(tǒng)的潮流計算獲得運(yùn)行參數(shù)y和動態(tài)變量X;
[0023] 接著，通過所述獲取運(yùn)行參數(shù)y和動態(tài)變量X，生成微分方程和代數(shù)方程：
[0024]
[0025] 其中，X表示微分方程組中描述系統(tǒng)動態(tài)特性的狀態(tài)變量；y是表示代數(shù)方程組中 系統(tǒng)的運(yùn)行參量；f(x，y)表示動態(tài)過程的函數(shù)表達(dá)式；g(x，y)表示不隨時間變化的代數(shù)表 達(dá)式。
[0026] 將上述方程組在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點（x(0)，y(0))線性化，可W得到：
[0031] 所述微分方程包括；原動機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)方程、轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器方 程、勵磁系統(tǒng)方程和轉(zhuǎn)子電路方程。
[0032] 所述代數(shù)方程包括；定子電壓方程、坐標(biāo)變換方程和電壓網(wǎng)絡(luò)方程。
[0033] 然后，將時間t置為0,判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，若是則按實際頻率修 正網(wǎng)絡(luò)阻抗和導(dǎo)納；若否則判斷系統(tǒng)有無故障；
[0034] 進(jìn)一步的，若有故障則修正所述微分方程和代數(shù)方程，修正后判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定； 若無故障則判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；
[0035] 最后，若穩(wěn)定則將時間增加At,繼續(xù)判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，循環(huán)上 述步驟直至將時間置為預(yù)設(shè)最大值。
[0036] 上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā) 明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述掲示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù) 范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，其特征在于，包括： 獲取運(yùn)行參數(shù)和動態(tài)變量，生成微分方程和代數(shù)方程； 將時間t置為0,判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，若是則按實際頻率修正網(wǎng)絡(luò)阻抗 和導(dǎo)納；若否則判斷系統(tǒng)有無故障； 若有故障則修正所述微分方程和代數(shù)方程，修正后判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；若無故障則判 斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定； 若穩(wěn)定則將時間增加 Λ t，繼續(xù)判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，循環(huán)上述步驟直至 將時間置為預(yù)設(shè)最大值。2. 如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，其特征在于，所述微分 方程包括：原動機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)方程、轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器方程、勵磁系統(tǒng)方程 和轉(zhuǎn)子電路方程。3. 如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，其特征在于，所述代數(shù) 方程包括：定子電壓方程、坐標(biāo)變換方程和電壓網(wǎng)絡(luò)方程。4. 如權(quán)利要求1-3中任一所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，其特征在于， 所述微分方程和代數(shù)方程通過以下式子表示其中，X表示微分方程組中描述系統(tǒng)動態(tài)特性的狀態(tài)變量；y是表示代數(shù)方程組中系 統(tǒng)的運(yùn)行參量；f(x，y)表示動態(tài)過程的函數(shù)表達(dá)式；g(x，y)表示不隨時間變化的代數(shù)表達(dá) 式。5. 如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，其特征在于，所述運(yùn)行 參數(shù)和動態(tài)變量通過信息擾動前系統(tǒng)的潮流計算獲得。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適應(yīng)于孤網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型修正方法，包括：獲取運(yùn)行參數(shù)和動態(tài)變量，生成微分方程和代數(shù)方程；將時間t置為0，判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，若是則按實際頻率修正網(wǎng)絡(luò)阻抗和導(dǎo)納；若否則判斷系統(tǒng)有無故障；若有故障則修正所述微分方程和代數(shù)方程，修正后判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；若無故障則判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定；若穩(wěn)定則將時間增加△t，繼續(xù)判斷系統(tǒng)頻率是否達(dá)到頻率修正值，循環(huán)上述步驟直至將時間置為預(yù)設(shè)最大值。在大功率受電的分區(qū)電網(wǎng)由于嚴(yán)重故障而解列的場景下，頻率偏離額定值過大時，機(jī)電暫態(tài)仿真中工頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)隨系統(tǒng)頻率變化而修正對系統(tǒng)的影響。
【IPC分類】G06F17/13, G06F17/10
【公開號】CN105279135
【申請?zhí)枴緾N201410228137
【發(fā)明人】莊侃沁, 李建華, 王亮, 曹路, 康麗
【申請人】華東電網(wǎng)有限公司, 華東電力試驗研究院有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年5月27日