專(zhuān)利名稱(chēng)：電力系統(tǒng)同調(diào)發(fā)電機(jī)組及異步電動(dòng)機(jī)群參數(shù)聚合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值參數(shù)聚合方法，屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行中為保證輸電可靠性需做大量的暫態(tài)過(guò)程仿真計(jì)算，以估計(jì)系統(tǒng)遭受擾動(dòng)后的穩(wěn)定性。為了提高輸電的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，現(xiàn)代電力系統(tǒng)越來(lái)越趨向于區(qū)域互聯(lián)，從而大大增加了數(shù)字仿真的計(jì)算量。因此有必要對(duì)大電力系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)等值。在動(dòng)態(tài)等值中，完全系統(tǒng)分為研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，由于動(dòng)態(tài)研究主要是針對(duì)研究系統(tǒng)進(jìn)行的，外部系統(tǒng)可在保證其對(duì)研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)影響不畸變的條件下，進(jìn)行簡(jiǎn)化。圖1所示的是動(dòng)態(tài)等值系統(tǒng)的原理圖在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的各種動(dòng)態(tài)等值方法中，基于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同擺的同調(diào)等值法是最基本的一種，主要用于暫態(tài)穩(wěn)定分析，要求等值前后研究系統(tǒng)在大擾動(dòng)下有接近的轉(zhuǎn)子搖擺曲線，同時(shí)要求等值系統(tǒng)中的元件應(yīng)為實(shí)際電力系統(tǒng)元件，以便直接用暫態(tài)穩(wěn)定程序進(jìn)行分析。它包括相關(guān)機(jī)群識(shí)別，網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)和相關(guān)機(jī)群參數(shù)聚合三部分。所謂相關(guān)機(jī)群參數(shù)聚合，是要構(gòu)造一臺(tái)等值的發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使它在暫態(tài)穩(wěn)定仿真的過(guò)程中，能很好的模擬一個(gè)相關(guān)機(jī)群中全部發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的綜合動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
在同調(diào)等值法的相關(guān)機(jī)群參數(shù)聚合中，常用的是頻域聚合法。它是一種適用于發(fā)電機(jī)詳細(xì)模型參數(shù)聚合的經(jīng)典方法。相關(guān)發(fā)電機(jī)參數(shù)聚合的條件是具有相同的角速度ω和端電壓VT。其目的是由原模型各個(gè)單元的特性來(lái)確定等值模型的特性。該方法分別考慮發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)方程，原動(dòng)機(jī)和調(diào)速系統(tǒng)模型以及勵(lì)磁系統(tǒng)模型。求解的基本思路是先選擇一個(gè)在結(jié)構(gòu)上與相關(guān)群中發(fā)電機(jī)相同的等值模型，然后調(diào)整其參數(shù)使該環(huán)節(jié)的頻域傳遞函數(shù)和相關(guān)機(jī)群組的綜合頻域傳遞函數(shù)在離散的頻域上以某種精度相近似。這種近似可以用離散頻率域上兩個(gè)傳遞函數(shù)之差的平方和最小來(lái)衡量。它在理論上是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，但具有如下缺點(diǎn)聚合算法較復(fù)雜，對(duì)于大系統(tǒng)，等值時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種在能保證工程精度要求的前提下，極大減少計(jì)算時(shí)間和程序復(fù)雜度的電力系統(tǒng)同調(diào)發(fā)電機(jī)組參數(shù)聚合方法。本發(fā)明同時(shí)還提供一種基于同一種發(fā)明思路的異步電動(dòng)機(jī)群參數(shù)聚合方法。
本發(fā)明提出的電力系統(tǒng)同調(diào)發(fā)電機(jī)組參數(shù)聚合方法，用于電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)(EMS)的動(dòng)態(tài)安全分析中，其步驟如下
第一步從電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)采集所需要的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)，并確定動(dòng)態(tài)安全分析的預(yù)想事故集；第二步基于采集到的電網(wǎng)數(shù)據(jù)和預(yù)想事故集中的一個(gè)既定預(yù)想事故，將電力系統(tǒng)劃分為研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)；第三步應(yīng)用格納姆矩陣法，對(duì)外部系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)進(jìn)行相關(guān)識(shí)別，將外部系統(tǒng)分為若干個(gè)同調(diào)機(jī)群；第四步將同一相關(guān)群中的同調(diào)發(fā)電機(jī)合并為一臺(tái)等值機(jī)，利用加權(quán)法對(duì)同調(diào)發(fā)電機(jī)及其調(diào)速與勵(lì)磁系統(tǒng)的詳細(xì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合，得到等值系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；第五步進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)和電力負(fù)荷等值聚合，得到等值系統(tǒng)的潮流數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)；第六步將所得到的等值系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，包括等值系統(tǒng)的潮流數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)，輸出給暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序；第七步暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序利用等值系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得出既定預(yù)想事故下系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與否的結(jié)論，進(jìn)而從暫態(tài)穩(wěn)定分析預(yù)想事故集中選擇下一個(gè)預(yù)想事故，返回第二步，從第二步到第七步形成一個(gè)內(nèi)循環(huán)，直到對(duì)預(yù)想事故集中的全部預(yù)想事故都做過(guò)分析為止，如果預(yù)想事故集中的全部預(yù)想事故都不會(huì)造成暫態(tài)不穩(wěn)定則說(shuō)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)安全的，過(guò)程結(jié)束；否則系統(tǒng)就是動(dòng)態(tài)不安全的，需要進(jìn)行預(yù)防性控制，再返回第一步。
在上述的技術(shù)方案中，步驟三通過(guò)格納姆矩陣法進(jìn)行相關(guān)發(fā)電機(jī)的識(shí)別，對(duì)于不同的故障，發(fā)電機(jī)識(shí)別為不同的相關(guān)機(jī)群。在步驟四中利用加權(quán)法對(duì)發(fā)電機(jī)詳細(xì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合時(shí)，可以將發(fā)電機(jī)詳細(xì)模型分為五個(gè)部分，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺方程、發(fā)電機(jī)電磁回路、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器以及原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，分別進(jìn)行參數(shù)聚合。
本發(fā)明還提供一種基于同一種發(fā)明思想的電力系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)群參數(shù)聚合方法，用于配用中小型配電網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)負(fù)荷分析中，其步驟如下第一步將其中的異步電動(dòng)機(jī)群合并成一臺(tái)等值機(jī)；第二步利用加權(quán)法對(duì)每臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)等值機(jī)參數(shù)進(jìn)行聚合。
由本發(fā)明提出的基于加權(quán)法的動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，在發(fā)電機(jī)詳細(xì)模型參數(shù)聚合中，具有與用頻域法等值相同的優(yōu)點(diǎn)即等值系統(tǒng)元件模型均為實(shí)際電力系統(tǒng)元件模型，可直接用于大規(guī)模系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的等值聚合，在仿真過(guò)程中，本發(fā)明在保證精度的基礎(chǔ)上改善了頻域擬合法因同調(diào)發(fā)電機(jī)聚合較復(fù)雜而導(dǎo)致的對(duì)大系統(tǒng)進(jìn)行等值時(shí)間較長(zhǎng)的缺陷，極大的減少了等值時(shí)間，具有很大的工程意義。
此外，由于在相關(guān)機(jī)群的識(shí)別中采用了格納姆矩陣法，當(dāng)需要對(duì)一個(gè)偶然事故集中的多個(gè)故障進(jìn)行分析時(shí)，只需在第一種故障情況下進(jìn)行矩陣變換，后面的故障則不必進(jìn)行，從而也大大節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。


圖1是動(dòng)態(tài)等值系統(tǒng)的原理圖。
圖2是本發(fā)明所提出的基于加權(quán)法的動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法的流程圖。
圖3是IEEE-1型勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖。
圖4是IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖5是IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)采用本發(fā)明提出的參數(shù)聚合法得到的仿真圖像與原系統(tǒng)仿真圖像的比較圖。
具體實(shí)施例方式
下面接合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提出的第一種方法是通過(guò)加權(quán)法來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種電力系統(tǒng)同調(diào)發(fā)電機(jī)組參數(shù)聚合方法，它將用于電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)(EMS)的動(dòng)態(tài)安全分析中，如圖2所示，以IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明如下第一步從EMS采集所需要的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)，并確定動(dòng)態(tài)安全分析的預(yù)想事故集；對(duì)于本實(shí)施例，可以直接輸入IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對(duì)于實(shí)際電力系統(tǒng)需要連接電網(wǎng)控制中心中的EMS系統(tǒng)以獲取必要的電網(wǎng)數(shù)據(jù)。
第二步基于采集到的電網(wǎng)數(shù)據(jù)和預(yù)想事故集中的一個(gè)既定預(yù)想事故，將電力系統(tǒng)劃分為研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)；第三步應(yīng)用格納姆矩陣法，對(duì)外部系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)進(jìn)行相關(guān)識(shí)別，將外部系統(tǒng)分為若干個(gè)同調(diào)機(jī)群，同時(shí)，找出對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響較小的負(fù)荷母線作為消去的負(fù)荷母線；對(duì)于如圖4所示的IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，選取故障為0.5s時(shí)在26-29線路發(fā)生三相短路，在0.58s時(shí)切除故障，可以劃分為三組相關(guān)機(jī)群(G2，G3；G4，G6，G7；G8，G10)。同時(shí)，將對(duì)系統(tǒng)影響比較小的1-10號(hào)負(fù)荷母線消去。
第四步同一相關(guān)群中的同調(diào)發(fā)電機(jī)合并為一臺(tái)等值機(jī)，利用加權(quán)法對(duì)同調(diào)發(fā)電機(jī)及其調(diào)速與勵(lì)磁系詳細(xì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合；將發(fā)電機(jī)詳細(xì)模型分為五個(gè)部分，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺方程、發(fā)電機(jī)電磁回路、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器以及原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)分別進(jìn)行參數(shù)聚合；第五步進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)和電力負(fù)荷等值聚合，得到等值系統(tǒng)的潮流數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)，此時(shí)加權(quán)法也可用于負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)聚合中；第六步將所得到的等值系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)(包括全部等值機(jī)及其調(diào)節(jié)器參數(shù)、潮流數(shù)據(jù)和等值負(fù)荷參數(shù))輸出給暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序；第七步暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序利用等值系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得出既定預(yù)想事故下系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與否的結(jié)論。進(jìn)而從暫態(tài)穩(wěn)定分析預(yù)想事故集中選擇下一個(gè)預(yù)想事故集，返回第二步，第二步到第七步形成一個(gè)內(nèi)循環(huán)，直到對(duì)預(yù)想事故集中的全部預(yù)想事故都做過(guò)分析(即都走過(guò)這一循環(huán))為止，如果預(yù)想事故集中的全部預(yù)想事故都不會(huì)造成暫態(tài)不穩(wěn)定則說(shuō)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)安全的，過(guò)程結(jié)束；否則系統(tǒng)就是動(dòng)態(tài)不安全的，需要進(jìn)行預(yù)防性控制，再返回第一步。
對(duì)于同調(diào)等值法的正確性可以用常規(guī)的潮流程序和暫態(tài)穩(wěn)定分析程序作檢查。等值前后，對(duì)于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式，系統(tǒng)保留節(jié)點(diǎn)的電壓及保留支路的潮流應(yīng)基本不變；對(duì)研究系統(tǒng)施加擾動(dòng)后，保留機(jī)組的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺曲線基本不變，等值后的等值發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子搖擺曲線和等值前相應(yīng)發(fā)電機(jī)同調(diào)，根據(jù)這一原則，對(duì)實(shí)例的原系統(tǒng)和等值系統(tǒng)分別進(jìn)行仿真，由圖5所示的仿真曲線觀察發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提出的基于加權(quán)法的動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，滿足同調(diào)等值法正確性的要求，并在此基礎(chǔ)上提高了計(jì)算速度，減少了計(jì)算時(shí)間，以華中系統(tǒng)為例，將其182臺(tái)發(fā)電機(jī)、1319條母線、1752條線路，等值為77臺(tái)發(fā)電機(jī)、461條母線、621條線路，用頻域聚合法程序需要5分鐘以上，而利用本發(fā)明提出的方法在1秒內(nèi)即可完成等值，計(jì)算效率明顯提高。
如上所述，利用本發(fā)明對(duì)同調(diào)發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行聚合分析時(shí)，需要識(shí)別相關(guān)機(jī)群，本發(fā)明采用格納姆矩陣法識(shí)別相關(guān)機(jī)群。下面對(duì)格納姆矩陣作簡(jiǎn)單介紹，更為詳細(xì)的介紹請(qǐng)參見(jiàn)有關(guān)期刊文獻(xiàn)或網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)(例如閔亮，余貽鑫等撰寫(xiě)的“失穩(wěn)模態(tài)識(shí)別方法及其在動(dòng)態(tài)安全域中的運(yùn)用”，論文來(lái)源電力系統(tǒng)自動(dòng)化-2004.28(11).-28-32)。
根據(jù)線性系統(tǒng)理論，線性系統(tǒng)可表示為x·=Ax+Bu...(1)]]>式中x∈R2n-1；u∈Rk；A∈R(2n-1)×(2n-1)；B∈R(2n-1)×k。這樣A的秩為2n-1，A為滿秩矩陣。在τ時(shí)的格納姆可定義Wτ2Wτ2=Δ∫0τeAtBBTeATtdt...(2)]]>在τ時(shí)的可達(dá)性狀態(tài)集合可由下式給出Sτ={x|x=∫0τeA(τ-t)Bu(t)dt,∫0τ||u(t)||2dt≤K2}...(3)]]>由于式(1)中的A為滿秩矩陣，所以確保了τ時(shí)存在唯一的可達(dá)性格納姆矩陣Wτ2。于是Sτ還可以用半徑為K的球體在Wτ映射下的集合表述Sτ=Δ{x|x=Wτp,||p||≤K}...(4)]]>用式(1)的穩(wěn)態(tài)解W2=Δ{W2|AW2+W2AT=-BBT}]]>近似代替Wτ2。對(duì)于任何x(t)，p(t)，||p(t)||≤K,]]>t∈
，使得x(t)＝Wp(t)。
在格納姆的求取過(guò)程中，需要利用一個(gè)正交相似變換將矩陣A轉(zhuǎn)換到Schur形式。但由于A是一個(gè)定常矩陣，是不隨預(yù)想事故的改變而改變的，所以當(dāng)需要對(duì)一個(gè)偶然事故集中的多個(gè)故障進(jìn)行分析時(shí)，只需在第一種故障情況下將其轉(zhuǎn)化到Schur形式，后面的故障則不必進(jìn)行。因此基于格納姆矩陣進(jìn)行相關(guān)發(fā)電機(jī)的識(shí)別，在對(duì)多個(gè)故障進(jìn)行暫態(tài)分析時(shí)，可大大節(jié)省計(jì)算時(shí)間，特別適合應(yīng)用于大電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)等值。
本發(fā)明提出的基于加權(quán)法的動(dòng)態(tài)參數(shù)聚合方法，其具體內(nèi)容如下設(shè)通過(guò)相關(guān)識(shí)別得到某個(gè)相關(guān)機(jī)群G＝{1，Λ，j，Λ，N}，其中包括N臺(tái)相關(guān)發(fā)電機(jī)。鑒于合成的等值機(jī)的容量為各臺(tái)電機(jī)的容量(MVA)之和，即SG=Σ∀j∈GSj,]]>其中下標(biāo)G表示等值機(jī)，由此可以導(dǎo)出等值發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)詳細(xì)模型的參數(shù)1)轉(zhuǎn)子搖擺方程假設(shè)發(fā)電機(jī)j搖擺方程為Mjdωjdt=Pmj-Pej-Dj(ωj-1),∀j∈G...(5),]]>式中，Mj、Dj、Pmj和Pej分別為電機(jī)j的慣性時(shí)間常數(shù)、阻尼系數(shù)、原動(dòng)機(jī)功率和電磁功率，各參數(shù)值均為以其自身額定容量Sj為基值的標(biāo)幺值。為了寫(xiě)出以聚合后的等值機(jī)容量SG為基值容量的等值機(jī)搖擺方程，把式(5)改寫(xiě)為SjSGMjdωjdt=SjSG[Pmj-Pej-Dj(ωj-1)],∀j∈G...(6)]]>，將N臺(tái)同調(diào)機(jī)運(yùn)動(dòng)方程相疊加，并計(jì)及一群內(nèi)的各同調(diào)機(jī)轉(zhuǎn)速相同(即ωj＝ω，j∈G)的假設(shè)，則得到Σ∀j∈G(SjSGMj)dωdt=Σ∀j∈G{SjSG[Pmj-Pej-Dj(ω-1)]}...(7),]]>若合成等值機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為MGdωdt=PmG-PeG-DG(ω-1),]]>其中的參數(shù)應(yīng)是以合成等值機(jī)容量SG為基值容量時(shí)的等值機(jī)參數(shù)。于是可得MG=Σ∀j∈GSjMjSG=Σ∀j∈GSjMjΣ∀j∈GSj...(8);]]>PmG=Σ∀j∈GSjPmjΣ∀j∈GSj...(9);]]>PeG=Σ∀j∈GSjPejΣ∀j∈GSj...(10);]]>DeG=Σ∀j∈GSjDjΣ∀j∈GSj...(11)]]>即聚合后等值機(jī)的慣性常數(shù)、原動(dòng)功率、電磁功率和阻尼系數(shù)(以聚合后等值機(jī)容量為基值)的標(biāo)幺值，等于聚和前群內(nèi)各臺(tái)電機(jī)相應(yīng)參數(shù)(以它們各自容量為基值)的標(biāo)幺值的加權(quán)平均值。
2)電磁回路方程利用類(lèi)似式(8)-(11)所示的加權(quán)法求取等值機(jī)的電抗和時(shí)間常數(shù)，即等值機(jī)的電抗為XG=Σ∀j∈GSjXjΣ∀j∈GSj,]]>式中XG為等值機(jī)電抗(以已聚合后等值機(jī)的容量為基值)，可分別為等值機(jī)d、q軸同步電抗、暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電抗。xj為第j臺(tái)相關(guān)發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的參數(shù)(以第j臺(tái)機(jī)自身容量為基值的標(biāo)幺值)。同樣等值機(jī)G的時(shí)間常數(shù)可按下式計(jì)算CG=Σ∀j∈GSjCjΣ∀j∈GCj,]]>式中CG為等值機(jī)時(shí)間常數(shù)，分別為等值機(jī)d、q軸的開(kāi)路暫態(tài)時(shí)間常數(shù)及d、q軸開(kāi)路次暫態(tài)時(shí)間常數(shù)，Cj為第j臺(tái)相關(guān)發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的參數(shù)。
3)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)以IEEE-1型勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例(如圖3)，利用加權(quán)法分別對(duì)調(diào)壓器的增益和時(shí)間常數(shù)，勵(lì)磁機(jī)的增益和時(shí)間常數(shù)，調(diào)壓器鎮(zhèn)定回路的增益和時(shí)間常數(shù)進(jìn)行參數(shù)聚合。
4)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)PSS有多種輸入信號(hào)，應(yīng)對(duì)具有相同輸入信號(hào)的PSS聚合，亦即應(yīng)僅對(duì)裝設(shè)具有相同輸入信號(hào)PSS的相關(guān)發(fā)電機(jī)群進(jìn)行聚合。如果參與聚合的PSS的傳遞函數(shù)為Gs(s)=sKQ0TQ01+sTQ0[1+sTQ11+sTQ2·1+sTQ31+sTQ4],]]>式中，KQ0，TQ0分別為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的增益和復(fù)歸時(shí)間常數(shù)，TQ1，TQ2，TQ3，TQ4為相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)。則等值機(jī)的PSS有相同的傳遞函數(shù)，其參數(shù)也可按照加權(quán)法得到。
5)對(duì)于原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的處理原則和方法與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)相同，此時(shí)汽輪發(fā)電機(jī)與水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)分別聚合。
6)，對(duì)于配電系統(tǒng)中的異步電動(dòng)機(jī)群，同樣可以采用加權(quán)法進(jìn)行參數(shù)聚合，以考慮轉(zhuǎn)子回路電磁暫態(tài)過(guò)程和轉(zhuǎn)子機(jī)械暫態(tài)過(guò)程的三階模型為例，設(shè)異步電動(dòng)機(jī)群M＝{1，L，i，L，L}，其中包括L臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，則等值機(jī)的容量為各臺(tái)電機(jī)的容量(MVA)之和SM=Σ∀i∈MSi,]]>其中下標(biāo)M表示等值機(jī)。同樣利用加權(quán)法求取等值機(jī)的阻抗ZM=Σ∀i∈MSiZiΣ∀i∈MSi...(12)]]>，式中ZM為等值機(jī)阻抗，可分別為定子電抗和電阻、轉(zhuǎn)子電阻和電抗以及定子和轉(zhuǎn)子繞組間的互感抗；Zi為第i臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的參數(shù)。等值機(jī)時(shí)間常數(shù)及機(jī)械轉(zhuǎn)矩系數(shù)也可由式(12)求得。
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)同調(diào)發(fā)電機(jī)組參數(shù)聚合方法，用于電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全分析中，其步驟如下第一步從電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)采集所需要的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算數(shù)據(jù)，并確定動(dòng)態(tài)安全分析的預(yù)想事故集；第二步基于采集到的電網(wǎng)數(shù)據(jù)和預(yù)想事故集中的一個(gè)既定預(yù)想事故，將電力系統(tǒng)劃分為研究系統(tǒng)和外部系統(tǒng)；第三步應(yīng)用格納姆矩陣法，對(duì)外部系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)進(jìn)行相關(guān)識(shí)別，將外部系統(tǒng)分為若干個(gè)同調(diào)機(jī)群；第四步將同一相關(guān)群中的同調(diào)發(fā)電機(jī)合并為一臺(tái)等值機(jī)，利用加權(quán)法對(duì)同調(diào)發(fā)電機(jī)及其調(diào)速與勵(lì)磁系統(tǒng)的詳細(xì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合，得到等值系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)；第五步進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)和電力負(fù)荷等值聚合，得到等值系統(tǒng)的潮流數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)；第六步將所得到的等值系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，包括等值系統(tǒng)的潮流數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)，輸出給暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序；第七步暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序利用等值系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，得出既定預(yù)想事故下系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定與否的結(jié)論，進(jìn)而從暫態(tài)穩(wěn)定分析預(yù)想事故集中選擇下一個(gè)預(yù)想事故，返回第二步，從第二步到第七步形成一個(gè)內(nèi)循環(huán)，直到對(duì)預(yù)想事故集中的全部預(yù)想事故都做過(guò)分析為止，如果預(yù)想事故集中的全部預(yù)想事故都不會(huì)造成暫態(tài)不穩(wěn)定則說(shuō)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)安全的，過(guò)程結(jié)束；否則系統(tǒng)就是動(dòng)態(tài)不安全的，需要進(jìn)行預(yù)防性控制，再返回第一步。
2.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)同調(diào)發(fā)電機(jī)組參數(shù)聚合方法，其特征在于，步驟三通過(guò)格納姆矩陣法進(jìn)行相關(guān)發(fā)電機(jī)的識(shí)別，對(duì)于不同的故障，發(fā)電機(jī)識(shí)別為不同的相關(guān)機(jī)群。
3.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)同調(diào)發(fā)電機(jī)組參數(shù)聚合方法，其特征在于，在步驟四中利用加權(quán)法對(duì)發(fā)電機(jī)詳細(xì)模型參數(shù)進(jìn)行聚合時(shí)，將發(fā)電機(jī)詳細(xì)模型分為五個(gè)部分，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺方程、發(fā)電機(jī)電磁回路、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器以及原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，分別進(jìn)行參數(shù)聚合。
4.一種電力系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)群參數(shù)聚合方法，用于配用中小型配電網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)負(fù)荷分析中，其步驟如下第一步將其中的異步電動(dòng)機(jī)群合并成一臺(tái)等值機(jī)；第二步利用加權(quán)法對(duì)每臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)等值機(jī)參數(shù)進(jìn)行聚合。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值參數(shù)聚合方法，屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值技術(shù)領(lǐng)域，該方法通過(guò)加權(quán)法實(shí)現(xiàn)，包括電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集；同調(diào)發(fā)電機(jī)識(shí)別；同調(diào)發(fā)電機(jī)參數(shù)聚合；網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)；最終得到等值系統(tǒng)的潮流和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)暫態(tài)穩(wěn)定分析程序計(jì)算，將結(jié)果反饋給系統(tǒng)，以便識(shí)別系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全與否，在動(dòng)態(tài)不安全時(shí)進(jìn)行預(yù)防控制。由本發(fā)明可得到等值發(fā)電機(jī)組及其調(diào)速與勵(lì)磁系統(tǒng)的詳細(xì)模型參數(shù)和負(fù)荷等值異步電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)模型參數(shù)，不但能達(dá)到參數(shù)聚合的精度，同時(shí)極大的減少了計(jì)算時(shí)間。
文檔編號(hào)H02J1/12GK1967960SQ20061001607
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者余貽鑫, 胡杰 申請(qǐng)人:天津大學(xué)