一種用於電力系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法
2023-05-27 18:28:56 2
專利名稱：一種用於電力系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法
技術領域：
本發明涉及電カ系統分析技術領域，特別涉及ー種用於電カ系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法。
背景技術：
暫態穩定是電カ系統安全穩定的重要內容。電網運行部門需要對預想的運行方式進行大量的暫態穩定計算，以保證電網在預想故障下能夠保持暫態穩定。在暫態穩定分析中，臨界機群的識別對於穩定控制具有重要意義。某一故障下的臨界機群是對該故障下系統暫態穩定性影響最大的發電機。如果該故障下系統是暫態不穩定的，最優的控制策略是減少臨界機群的機械功率，同時相應増加其他機組的的機械功率。如果系統是暫態穩定的，增加臨界機群的機械功率同時減少其他機組的機械功率則是最危險的調整方式。 常規的臨界機群識別方法主要通過故障軌跡進行判斷，系統失穩時失去同步的發電機群即被視為臨界機群。但該方法缺乏嚴格的理論基礎，有可能出現誤判，不能找出真正的對系統暫態穩定性影響最大的機組。
發明內容
(一 )要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何提供ー種用於電カ系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法，以提高臨界機群的識別準確度。( ニ )技術方案為解決上述技術問題，本發明提供ー種用於電カ系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法，其包括步驟A :利用時域仿真求取故障的臨界清除時間，根據所述臨界清除時間仿真得到電カ系統的臨界穩定軌跡和臨界不穩定軌跡；B :根據所述臨界穩定軌跡和所述臨界不穩定軌跡確定主導不穩定平衡點，得到各發電機在所述主導不穩定平衡點處的功角；C :根據故障的實際清除時間仿真得到故障軌跡，根據所述故障軌跡和各發電機在所述主導不穩定平衡點處的功角，計算能量裕度對各發電機的機械功率的靈敏度；D :將所述靈敏度的計算結果為負值的發電機中預定數量的發電機識別為臨界機群。優選地，所述步驟C中能量裕度對各發電機的機械功率的靈敏度的計算公式如
:一4人) 々パ▲其中，Sg, i表示能量裕度對發電機i的機械功率的靈敏度；S Cl, i表示在慣性中心坐標下發電機i在故障清除時刻的功角；S胃,，表示在慣性中心坐標下發電機i在所述主導不穩定平衡點處的功角；i表示在慣性中心坐標下發電機i在故障清除時刻的轉速；tcl表示從故障開始到故障清除的時間眞表示發電機i的轉動慣量；Pm, i表示發電機i的機械功率表示發電機i在故障清除後瞬間的電磁功率。優選地,所述步驟A具體包括步驟Al :設定不同的故障清除時間進行仿真，直到確定前後兩個故障清除時間、和t2滿足4小於t2，時刻所述電カ系統暫態穩定，t2時刻所述電カ系統暫態不穩定，而且h與t2的時間間隔小於預定誤差e ；A2 :確定故障的臨界清除時間屬於區間時刻進行仿真得到所述電カ系統的臨界穩定軌跡，從t2時刻進行仿真得到所述電カ系統的臨界不穩定軌跡。優選地，所述預定誤差e為0.01秒。
優選地,所述步驟B具體包括步驟BI :從、時刻開始沿著所述臨界穩定軌跡向前捜索得到所述電カ系統動能的首個極小值點，記作穩定極小值；B2 :從七2時刻開始沿著所述臨界不穩定軌跡向前捜索得到所述電カ系統動能的首個極小值點，記作不穩定極小值；B3:以所述穩定極小值和所述不穩定極小值的平均值作為主導不穩定平衡點，進而得到各發電機在所述主導不穩定平衡點處的功角。優選地，所述電カ系統動能的計算公式如下
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Z ニIム其中，E表示所述電カ系統動能；ng表示發電機母線數；Co ,表示發電機i的轉速。(三)有益效果本發明的用於電カ系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法，基於能量裕度對各發電機的機械功率的靈敏度識別臨界機群，提高了識別準確度，減少了誤判的情況。所述方法提高了電網的分析技術水平，利用所述靈敏度信息，電網運行人員可以準確掌握不同機組對暫態穩定性的影響，了解最危險的發電機的機械功率的變化方式；所述方法還提高電網的控制技術水平，當電網在某個故障下暫態不穩定或穩定裕度很小時，運行人員可以基於所述靈敏度識別出的臨界機群採取最有效的控制措施，減少臨界機群的機械功率，同時相應增加剰餘機群的機械功率，能夠以最小的調整量提高系統的暫態穩定性。
圖I是本發明實施例所述用於電カ系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進ー步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。本發明所述用於電カ系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法，利用能量裕度作為系統穩定性的量化指標，則能量裕度對發電機的機械功率的靈敏度就可以定量的描述發電機對系統暫態穩定性的影響。能量裕度記為Wm，Wm > O時所述電カ系統暫態穩定，Wm < O時所述電カ系統暫態不穩定，Wni = O時是臨界穩定的情況。Wni越大，暫態穩定性越好。Wni對發電機i的機械功率Pm, i的靈敏度記為
權利要求
1.一種用於電力系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法，其特徵在於，包括步驟 A :利用時域仿真求取故障的臨界清除時間，根據所述臨界清除時間仿真得到電力系統的臨界穩定軌跡和臨界不穩定軌跡； B :根據所述臨界穩定軌跡和所述臨界不穩定軌跡確定主導不穩定平衡點，得到各發電機在所述主導不穩定平衡點處的功角； C :根據故障的實際清除時間仿真得到故障軌跡，根據所述故障軌跡和各發電機在所述主導不穩定平衡點處的功角，計算能量裕度對各發電機的機械功率的靈敏度； D :將所述靈敏度的計算結果為負值的發電機中預定數量的發電機識別為臨界機群。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述步驟C中能量裕度對各發電機的機械功率的靈敏度的計算公式如下
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟A具體包括步驟 Al :設定不同的故障清除時間進行仿真，直到確定前後兩個故障清除時間tjPt2滿足tj小於t2，時刻所述電力系統暫態穩定，t2時刻所述電力系統暫態不穩定,而且h與t2的時間間隔小於預定誤差e ; A2 :確定故障的臨界清除時間屬於區間Ltpt2LWt1時刻進行仿真得到所述電力系統的臨界穩定軌跡，從t2時刻進行仿真得到所述電力系統的臨界不穩定軌跡。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述預定誤差e為0.01秒。
5.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟B具體包括步驟 BI :從&時刻開始沿著所述臨界穩定軌跡向前搜索得到所述電力系統動能的首個極小值點，記作穩定極小值； B2 :從12時刻開始沿著所述臨界不穩定軌跡向前搜索得到所述電力系統動能的首個極小值點，記作不穩定極小值； B3 :以所述穩定極小值和所述不穩定極小值的平均值作為主導不穩定平衡點，進而得到各發電機在所述主導不穩定平衡點處的功角。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述電力系統動能的計算公式如下
全文摘要
本發明公開了一種用於電力系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法，包括步驟利用時域仿真求取故障的臨界清除時間，根據臨界清除時間仿真得到電力系統的臨界穩定軌跡和臨界不穩定軌跡；根據臨界穩定軌跡和臨界不穩定軌跡確定主導不穩定平衡點，得到各發電機在主導不穩定平衡點處的功角；根據故障的實際清除時間仿真得到故障軌跡，根據故障軌跡和各發電機在主導不穩定平衡點處的功角，計算能量裕度對各發電機的機械功率的靈敏度；將靈敏度的計算結果為負值的發電機中預定數量的發電機識別為臨界機群。所述用於電力系統暫態穩定分析的臨界機群識別方法，基於能量裕度對各發電機的機械功率的靈敏度識別臨界機群，提高了識別準確度，減少了誤判的情況。
文檔編號H02J3/00GK102723710SQ20121012793
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者侯凱元, 劉家慶, 劉永奇, 吳遠志, 夏德明, 嶽涵, 張毅威, 徐興偉, 李澤宇, 王克非, 賈偉, 邵廣惠, 陳磊, 馬新 申請人:東北電網有限公司, 清華大學