一種提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計(jì)算方法，屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明篩選領(lǐng)前群和余下群機(jī)組分群邊界母線集合，將分群邊界母線等效為一個(gè)虛擬母線，并基于等效虛擬母線增加一個(gè)虛擬支路，計(jì)算各直流換流站母線與虛擬支路兩端母線的等值阻抗，進(jìn)行直流換流站母線的分群劃分，利用直流換流母線與發(fā)電機(jī)母線等值互導(dǎo)納模值對(duì)所屬群內(nèi)機(jī)組的參與因子加權(quán)求和，并考慮直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對(duì)應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值，計(jì)算各直流功率調(diào)制的暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)。本發(fā)明能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)多直流緊急功率調(diào)制暫態(tài)穩(wěn)定優(yōu)化提供量化分析與決策支持。
【專利說明】一種提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，更準(zhǔn)確地說本發(fā)明涉及一種提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定量化分析理論(EEAC)，能夠正確識(shí)別預(yù)想故障后系統(tǒng)的功角穩(wěn)定主導(dǎo)模式(包括機(jī)組分群、擺次和裕度)，在此基礎(chǔ)上，基于每臺(tái)發(fā)電機(jī)的加速動(dòng)能或減速動(dòng)能之間的比例關(guān)系，可識(shí)別暫態(tài)功角穩(wěn)定模式中不同群內(nèi)發(fā)電機(jī)的參與因子，進(jìn)而準(zhǔn)確識(shí)別與主導(dǎo)暫態(tài)穩(wěn)定模式相對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵交流輸電斷面，為電力系統(tǒng)運(yùn)行方式調(diào)整、輸電極限計(jì)算和控制決策優(yōu)化等提供了高效的量化分析與決策支持功能。
[0003]隨著多直流、交直流混聯(lián)大電網(wǎng)的建設(shè)，直流緊急功率調(diào)制在暫態(tài)功角穩(wěn)定控制中具有調(diào)節(jié)靈活、較高的性價(jià)比等優(yōu)勢(shì)，將在實(shí)際工程中得到大量應(yīng)用，若在前期識(shí)別發(fā)電機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定參與因子的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步給出暫態(tài)功角穩(wěn)定控制中直流輸電系統(tǒng)緊急功率調(diào)制的暫態(tài)穩(wěn)定控制性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，則可為暫態(tài)穩(wěn)定交直流、多直流協(xié)調(diào)提供更為快速的量化分析與優(yōu)化決策支持功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:給出暫態(tài)功角穩(wěn)定控制中直流緊急功率調(diào)制控制性能指標(biāo)的計(jì)算方法，快速評(píng)價(jià)不同直流輸電系統(tǒng)緊急功率調(diào)制對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定的影響程度，可為電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定交直流、多直流協(xié)調(diào)優(yōu)化決策提供更為高效的技術(shù)指標(biāo)。
[0005]具體地說，本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，包括下列步驟:
[0006]I)根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式及相應(yīng)的模型與參數(shù)，采用時(shí)域仿真方法獲取預(yù)想故障下系統(tǒng)發(fā)電機(jī)功角、母線電壓受擾軌跡，所述電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)包括系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)和元件動(dòng)態(tài)模型參數(shù)；
[0007]2)基于預(yù)想故障的發(fā)電機(jī)功角受擾軌跡，利用EEAC給出的暫態(tài)功角穩(wěn)定量化信息，識(shí)別暫態(tài)穩(wěn)定關(guān)鍵交流斷面，計(jì)算領(lǐng)前群和余下群各機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子，設(shè)第g個(gè)機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子為Peg，其中g(shù)代表第g個(gè)機(jī)組的序數(shù)，并確定領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大的機(jī)組；
[0008]3)設(shè)置母線電壓安全考核二元表(V。,，TJ，其中V。，為二元表中電壓跌落門檻值，Tcr為母線電壓低于Vra的允許持續(xù)時(shí)間，并基于電壓安全考核二元表和預(yù)想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態(tài)電壓跌落量化評(píng)估方法提供的系統(tǒng)母線暫態(tài)電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預(yù)設(shè)門檻值ξ的系統(tǒng)母線子集作為分群邊界母線集合；
[0009]再將分群邊界母線集合中的所有母線等效為一個(gè)虛擬母線B，并基于虛擬母線B增加另一虛擬母線B'以及虛擬母線B與B'之間的虛擬支路BB'，通過計(jì)算、比較各直流換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗判別各直流換流站母線的分群歸屬，所述直流換流站母線包括直流整流側(cè)換流站母線和直流逆變側(cè)換流站母線；
[0010]4)基于直流換流站母線的分群歸屬信息，計(jì)算各直流換流站母線與其所屬的領(lǐng)前群或余下群各機(jī)組的互導(dǎo)納模值，利用互導(dǎo)納模值對(duì)各機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子加權(quán)并求和，并計(jì)及直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對(duì)應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值，計(jì)算各直流緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)。
[0011]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于:所述步驟3)具體包括以下步驟:
[0012]3-1)設(shè)置母線電壓安全考核二元表(Vra，TJ，其中Vra為二元表中電壓跌落門檻值，!?為母線電壓低于Vra的允許持續(xù)時(shí)間，并基于電壓安全考核二元表和預(yù)想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態(tài)電壓跌落量化評(píng)估理論給出的系統(tǒng)母線暫態(tài)電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預(yù)設(shè)門檻值I的系統(tǒng)母線子集作為分群邊界母線集合；
[0013]3-2)將分群邊界母線集合中的所有母線等效為一個(gè)虛擬母線B，計(jì)算領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大機(jī)組的機(jī)端母線與虛擬母線B的等值阻抗，記為Xs._ ；
[0014]3-3)基于等效虛擬母線B，增加另一虛擬母線B'和虛擬母線B與B'之間的虛擬支路BB'，其中虛擬支路BB'的阻抗值為Xs._/2，另一虛擬母線B'設(shè)置需滿足X' s.max<XS._條件，其中t s.max為領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大機(jī)組的機(jī)端母線與虛擬母線B'的等值阻抗；
[0015]3-4)分別計(jì)算各直流換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗，設(shè)第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流整流側(cè)換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗分別為XK.db、V K.db，第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流逆變側(cè)換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗分別記為Xn Ldb,其中d代表第d個(gè)直流系統(tǒng)的序數(shù)；
[0016]若XK.db > V K.db，則該第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流整流側(cè)換流站母線屬于領(lǐng)前群，否則屬于余下群Ub，則第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流逆變側(cè)換流站母線屬于領(lǐng)前群，否則屬于余下群。
[0017]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于:所述步驟4)具體包括以下步驟:
[0018]4-1)按式(I)計(jì)算各直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對(duì)應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式及相應(yīng)的模型與參數(shù)，采用時(shí)域仿真方法獲取預(yù)想故障下系統(tǒng)發(fā)電機(jī)功角、母線電壓受擾軌跡，所述電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)包括系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)和元件動(dòng)態(tài)模型參數(shù)； 2)基于預(yù)想故障的發(fā)電機(jī)功角受擾軌跡，利用EEAC給出的暫態(tài)功角穩(wěn)定量化信息，識(shí)別暫態(tài)穩(wěn)定關(guān)鍵交流斷面，計(jì)算領(lǐng)前群和余下群各機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子，設(shè)第g個(gè)機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子為Peg，其中g(shù)代表第g個(gè)機(jī)組的序數(shù)，并確定領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大的機(jī)組； 3)設(shè)置母線電壓安全考核二元表(Vra，TJ，其中Vra為二元表中電壓跌落門檻值，Tra為母線電壓低于Vra的允許持續(xù)時(shí)間，并基于電壓安全考核二元表和預(yù)想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態(tài)電壓跌落量化評(píng)估方法提供的系統(tǒng)母線暫態(tài)電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預(yù)設(shè)門檻值I的系統(tǒng)母線子集作為分群邊界母線集合； 再將分群邊界母線集合中的所有母線等效為一個(gè)虛擬母線B，并基于虛擬母線B增加另一虛擬母線B'以及虛擬母線B與B'之間的虛擬支路BB'，通過計(jì)算、比較各直流換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗判別各直流換流站母線的分群歸屬，所述直流換流站母線包括直流整流側(cè)換流站母線和直流逆變側(cè)換流站母線； 4)基于直流換流站母線的分群歸屬信息，計(jì)算各直流換流站母線與其所屬的領(lǐng)前群或余下群各機(jī)組的互導(dǎo)納模值，利用互導(dǎo)納模值對(duì)各機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定參與因子加權(quán)并求和，并計(jì)及直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對(duì)應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值，計(jì)算各直流緊急功率調(diào)制暫態(tài)功角穩(wěn)定控制性能指標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟3)具體包括以下步驟: 3-1)設(shè)置母線電壓安全考核二元表(V。" TJ，其中Vra為二元表中電壓跌落門檻值，Tra為母線電壓低于Vra的允許持續(xù)時(shí)間，并基于電壓安全考核二元表和預(yù)想故障下母線電壓受擾軌跡，利用暫態(tài)電壓跌落量化評(píng)估理論給出的系統(tǒng)母線暫態(tài)電壓安全裕度，從中篩選電壓安全裕度小于預(yù)設(shè)門檻值ξ的系統(tǒng)母線子集作為分群邊界母線集合； 3-2)將分群邊界母線集合中的所有母線等效為一個(gè)虛擬母線B，計(jì)算領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大機(jī)組的機(jī)端母線與虛擬母線B的等值阻抗，記為Xs._ ； 3-3)基于等效虛擬母線B，增加另一虛擬母線B'和虛擬母線B與B'之間的虛擬支路BBi，其中虛擬支路BB'的阻抗值為Xs._/2，另一虛擬母線B'設(shè)置需滿足 s.max<Xs.max條件，其中 s.max為領(lǐng)前群內(nèi)參與因子最大機(jī)組的機(jī)端母線與虛擬母線B'的等值阻抗； 3-4)分別計(jì)算各直流換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗，設(shè)第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流整流側(cè)換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗分別為XK.db、V K.db，第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流逆變側(cè)換流站母線與虛擬母線B和B'的等值阻抗分別記為X' Ub，其中d代表第d個(gè)直流系統(tǒng)的序數(shù)； 若Xadb > V E.db,則該第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流整流側(cè)換流站母線屬于領(lǐng)前群，否則屬于余下群；若X1J > V Ldb,則第d個(gè)直流系統(tǒng)的直流逆變側(cè)換流站母線屬于領(lǐng)前群，否則屬于余下群。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高電網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的直流功率緊急控制性能指標(biāo)計(jì)算方法，其特征在于:所述步驟4)具體包括以下步驟: 4-1)按式(I)計(jì)算各直流系統(tǒng)有功功率變化與關(guān)鍵交流斷面對(duì)應(yīng)于主導(dǎo)失穩(wěn)擺次有功功率極值變化的比值:
【文檔編號(hào)】H02J1/00GK103762579SQ201310713641
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月22日
【發(fā)明者】任先成, 李威, 方勇杰, 薛禹勝, 常海軍, 董宸 申請(qǐng)人:南京南瑞集團(tuán)公司, 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司