一種多饋入交直流電網動態等值的方法
2023-07-25 07:19:31
專利名稱：一種多饋入交直流電網動態等值的方法
技術領域：
本發明涉及一種電網動態技術，特別涉及一種多饋入交直流電網動態等值的原則和方法。
背景技術：
隨著西電東送和全國聯網的全面實施，我國將會有越來越多的直流輸電工程投入運行，以華東電網為例，2012年華東電網將通過1回士800 kV特高壓直流和5回士500 kV 超高壓直流從華中電網受入電力。6回直流在華東電網的落點均位於蘇南和上海負荷中心， 各逆變站彼此間的電氣距離很近，交流系統發生故障時可能會引起多個換流站同時發生換相失敗，而直流輸電線路發生故障時，交流系統也可能失去穩定，因此研究多直流落點系統在大擾動下的穩定性問題，對於我國電網的健康發展，具有十分重要的意義。要模擬直流系統故障對暫態穩定的影響及交直流系統間的相互作用應採用電磁暫態仿真，電力系統電磁暫態仿真軟體常見的有EMTP、PSCAD / EMTDC，以及專門用於實時研究電力系統的數字仿真系統RTDS等。由於電磁暫態仿真不僅要求對電力系統動態元件採用詳細的非線性模型，還要計及網絡暫態過程，需採用微分方程描述，使得電磁暫態仿真程序的仿真規模受到了限制，因此計算前一般要對與直流相連的交流系統網絡進行簡化等值。目前的等值方法有模態等值、同調等值及估計等值，但這些方法存在計算過程複雜，等值前後誤差較大，不能精確反映被等值系統動態特性等問題，距離工程實用還有一定的距
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發明內容
本發明是針對現在電網系統動態特性仿真複雜困難的問題，提出了一種多饋入交直流電網動態等值的方法，工程實用化等值方法，針對交直流混聯大電網保留交流電網 500kV節點，對220kV及以下的低電壓等級網絡進行等值，從而得到能夠反映原電網動態特性的簡化電網進行電磁暫態仿真。本發明的技術方案為一種多饋入交直流電網動態等值的方法，包括如下具體步驟
1)判斷等值模型以故障後母線的殘壓大小作為衡量電氣距離的指標，依據距離直流落點的遠近採用不同的等值方案
A:對於直流落點附近的220kV電網，表示為發電機和負荷的組合； B:對於其它遠離直流的220kV電網等值為負荷，初步確定區域劃分。C:根據工程經驗，節點殘壓以0. 7pu為臨界點，低於0. 7pu為近區節點，高於 0.7pu為遠區節點，不同的系統根據具體情況該臨界點有所微調士0.05pu，對於遠區節點， 當220kV及以下網絡中發電機容量比重較大時，若將其全部忽略，即全部等值為負荷，等值效果不甚理想，並不能準確反映原網絡的動態特性，提出另一條修正原則；
D:修正原則對於遠區節點，當等值區域內直接連入500kV系統機組的容量、動能(即轉動慣量)比重較小(小於70%)時，需要在500kV網絡上近似加等值機，保證等值前後系統內機組的總容量、總動能不變；
2)定量誤差評價，判斷等值模型後進行誤差評價
首先進行靜態潮流評價對比等值前後保留線路的有功功率以及母線電壓，評價指標為等值
前後絕對值相對誤差在5%，
權利要求
1. 一種多饋入交直流電網動態等值的方法，其特徵在於，包括如下具體步驟1)判斷等值模型以故障後母線的殘壓大小作為衡量電氣距離的指標，依據距離直流落點的遠近採用不同的等值方案A:對於直流落點附近的220kV電網，表示為發電機和負荷的組合； B:對於其它遠離直流的220kV電網等值為負荷，初步確定區域劃分； C:根據工程經驗，節點殘壓以0. 7pu為臨界點，低於0. 7pu為近區節點，高於0. 7pu為遠區節點，不同的系統根據具體情況該臨界點有所微調士0.05pu，對於遠區節點，當220kV 及以下網絡中發電機容量比重較大時，若將其全部忽略，即全部等值為負荷，等值效果不甚理想，並不能準確反映原網絡的動態特性，提出另一條修正原則；D:修正原則對於遠區節點，當等值區域內直接連入500kV系統機組的容量、動能(即轉動慣量)比重較小(小於70%)時，需要在500kV網絡上近似加等值機，保證等值前後系統內機組的總容量、總動能不變；2)定量誤差評價，判斷等值模型後進行誤差評價首先進行靜態潮流評價對比等值前後保留線路的有功功率以及母線電壓，評價指標為等值前後絕對值相對誤差在5%, Δ = h-yd < 5% ,式中為等值前線路的有功功率、母線電壓，rwl%6為等值後線路的有功功率、母線電壓；再進行動態潮流評價，使用相對均方根誤差分析法，即用等值前後動態曲線各點絕對誤差的均方根與等值前曲線各點的均方根相比，從總體上反映了等值後系統的平均偏差， 比極值誤差分析等常規指標更能反映整體的擬合程度，根據動態等值的工程經驗，設定相對均方根誤差指標設定為10%，公式如下式中N表示動態曲線採樣點數，Zw為等值前動態曲線第i個點的採樣值、力等值後動態曲線第i個點的採樣值；3)如設定模型符合步驟2)的定量誤差評價則採用模型，如不符合，按步驟1)中的修正原則修訂後再進行步驟2)的定量誤差評價，直到滿足誤差評定，方可定為最終模型。
2.根據權利要求1所述多饋入交直流電網動態等值的方法，其特徵在於，所述設定等值模型為負荷的具體步驟1)對原網絡進行潮流計算，將該500kV節點所接多臺變壓器參數按並聯方式聚合為一臺等值變壓器，統計該節點下所有變壓器220kV側下送功率，累加後作為總負荷接於等值變壓器220kV側，如有第三繞組，統計第三繞組側無功補償情況，累加後接於等值變壓器第三繞組側；2)對等值後進行潮流計算，優化調整220kV側等值負荷功率值，保證等值前後系統潮流基本一致；3)對等值後系統進行時域仿真，對比等值前後相應的動態仿真曲線，計算評價指標，如滿足定量誤差評價要求，採用此模型；如若不能滿足要求，則進行進一步分析，統計區域內直接連入500kV系統機組的容量、動能比重，如果比重較小(小於70%)，則考慮在500kV網絡上近似加等值機來修正負荷模型，直至滿足評價指標。
3.根據權利要求1所述多饋入交直流電網動態等值的方法，其特徵在於，所述設定等值模型為發電機加負荷模型的具體步驟1)發電機容量及等值負荷容量的確定對原網絡進行潮流計算，將該500kV變電站內接於同一母線的多臺變壓器參數按並聯方式聚合為一臺等值變壓器，統計該母線所有變壓器220kV側下送功率，記為Bz +JQz ；如有第三繞組，統計第三繞組側無功補償情況，累加後接於等值變壓器第三繞組側，統計接入220kV分區中運行的發電機總容量，與500kV電網直接相連的發電機，不統計在內，累加後得到等值發電機容量，記+ ；計算等值負荷功率為Pi +M = ( + )+Xfi2 +β&)，對等值後系統進行潮流計算，微調220kV側等值負載，滿足等值前後系統潮流基本一致；2)等值發電機及其升壓變壓器參數的確定等值發電機的次暫態電抗採用聚合的方式獲得
全文摘要
本發明涉及一種多饋入交直流電網動態等值的方法，以直流落點與待等值節點間的電氣距離為原則，綜合考慮等值誤差和仿真效率，提出了針對不同情況的工程實用的等值方法，將交流系統分別等值為負荷以及等值為發電機加負荷模型。並提出了量化的評價指標。通過對等值前後電網進行靜態潮流和動態穩定校核，等值後電網與原網絡潮流結果基本一致，且保留了原系統主要動態特性，證明了所採用的等值原則與方法具有較高的精度及工程實用價值。
文檔編號G06F19/00GK102403716SQ20111033216
公開日2012年4月4日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者崔勇, 戈睛天, 曹煒, 楊增輝, 楊秀, 王瑞霄, 顧丹珍 申請人:上海電力學院, 華東電力試驗研究院有限公司