专利名称：电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值方法
技术领域：
本发明属于电力系统及自动化技术领域。
背景技术：
电力系统安全稳定在线分析现已成为电网调度自动化系统的一项重要功能，随着 电网规模的逐渐扩大，暂态稳定在线分析的计算量非常大，已成为制约安全稳定在线分析 速度的主要因素，因此，电力系统动态等值方法即使在计算机性能已极大提高的今天仍然 具有重要的意义，特别是在安全稳定分析与控制决策的在线计算中。安全稳定在线分析是针对电网实际运行状态进行多个预想故障的安全稳定计算， 一方面，随着新能源发电的快速发展和电力市场的逐步推进，电网运行方式复杂多变；另一 方面，不同预想故障下的电网安全稳定特性也不同。因此，难以在离线计算的基础上，预先 进行电网动态等值，满足在线安全稳定计算的精度要求。本发明提出针对单个预想故障的电网动态等值方法，基于该故障的暂态功角稳定模式，把电网划分为研究系统和等值系统，避免了对所有预想故障进行研究系统与等值系 统统一划分的困难。依据某个预想故障的暂态功角稳定模式中临界机群的所有发电机和余 下机群中参与因子比较大的发电机的运行状态和特性是影响该故障下电网暂态功角稳定 性的关键因素这一思路，综合上一轮暂态功角稳定模式中发电机参与因子和电网中关键设 备的本轮运行状态相对于上一轮的变化，计算出对电网进行动态等值的详细程度指标(以 下简称“动态等值指标”)，对本轮电网运行方式进行动态等值，用于本轮该故障的暂态功角 稳定在线分析，解决了电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值问题，实现了在 满足大电网暂态功角稳定在线分析精度要求的前提下大幅度提高在线分析的计算速度。
发明内容
本发明目的是解决电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值问题，在 满足大电网暂态功角稳定在线分析精度要求的前提下，大幅度提高在线分析的计算速度。本发明采用以下的技术方案来实现，包括下述步骤1)若上一轮电网运行状态下某个预想故障后电网的暂态功角稳定裕度大于设定 值，或临界机群中发电机的当前运行状态相对于上一轮没有投/停变化，或设定的关键断 面组成元件的当前运行状态相对于上一轮没有投/停变化，则进入第2)步；否则，终止针对 该故障的电网动态等值计算；2)综合上一轮电网运行状态下该故障后电网的暂态功角稳定模式，以及电网当前 运行状态相对于上一轮电网运行状态的变化程度，计算出对电网进行动态等值的指标；3)把该故障的暂态功角稳定模式中临界机群的所有发电机和余下机群发电机中 参与因子绝对值大于等于该动态等值指标的发电机保留下来，不进行等值；4)把与上述保留的发电机和该故障元件电气距离小于设定值的节点以及相互之 间直接相连的支路保留下来，不进行等值。
5)对于剩余的发电机，即该故障的暂态功角稳定模式中余下机群发电机的参与因 子绝对值小于该动态等值指标的发电机，进行同调机群的识别、同调发电机母线的聚合和 同调发电机模型和参数的聚合，再对网络进行化简；6)基于动态等值后的电网进行本轮该故障的暂态功角稳定在线分析。附带说明的是若该故障的暂态功角稳定在线分析是第一次，则对电网不进行动 态等值，直接基于全网数据进行该故障的暂态功角稳定在线分析。效果和优点本发明综合上一轮某个预想故障的暂态功角稳定模式中发电机参与因子和电网 中关键设备的本轮运行状态相对上一轮的变化，计算出电网的动态等值指标，对本轮电网 运行方式进行动态等值，用于本轮该故障的暂态功角稳定在线分析，解决了电力系统暂态 功角稳定在线分析的自适应动态等值问题，实现了在满足大电网暂态功角稳定在线分析精 度要求的前提下大幅度提高在线分析的计算速度。
图1是本发明方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图1，对本发明方法进行详细描述。图1中步骤1描述的是关于在本轮该故障的暂态功角稳定在线分析中是否进行动 态等值的判据，该判据是若该故障的暂态功角稳定在线分析是第一次，或上一轮电网运行 状态下该故障后电网的暂态功角稳定裕度大于设定值，或临界机群中发电机的当前运行状 态相对于上一轮没有投/停变化，或设定的关键断面组成元件的当前运行状态相对于上一 轮没有投/停变化，则进行针对该故障的电网动态等值；否则，不对电网进行动态等值，直 接基于全网数据进行该故障的暂态功角稳定在线分析。图1中步骤2描述的是本轮电网运行方式下针对该故障的动态等值指标D的计 算，即采用如下公式(1)进行计算，其中入，为上一轮电网运行状态下该故障后暂态功角稳 定模式中发电机i的参与因子，Pi和Pi(l分别为本轮和上一轮发电机i的有功功率，n为电 网中发电机的数目，k为设定的转换因子。 图1中步骤3描述的是在本轮电网动态等值中需要保留哪些发电机，不进行等值， 即保留该故障的暂态功角稳定模式中临界机群的所有发电机，以及余下机群发电机中的参 与因子绝对值大于等于D的发电机。图1中步骤4描述的是在本轮电网动态等值中需要保留哪些节点和支路，不进行 等值和化简，即保留与上述保留的发电机和该故障元件电气距离小于设定值的节点以及相 互之间直接相连的支路。图1中步骤5描述的是对于剩余的发电机，即该故障的暂态功角稳定模式中余下 机群发电机的参与因子绝对值小于D的发电机，首先进行同调机群的识别，再进行同调发 电机母线的聚合和同调发电机模型和参数的聚合，最后对网络进行化简。其中，关于同调机群的识别可采用基于时间响应曲线相似度的方法；在同调发电机母线的聚合中将等值节点 电压幅值和相位分别设置为同调发电机母线电压幅值和相位的平均值，等值发电机的功率 设置为同调发电机功率之和，等值节点的负荷设置为同调发电机母线负荷之和，且不改变负荷中的静特性负荷与动特性负荷的比例以及静特性负荷的组成；关于同调发电机模型和 参数的聚合，可采用频域聚合法或加权平均法；网络化简可采用电流沟简化法或辐射等值 独立法。 图1中步骤6描述的是对于等值后的电网进行该故障的暂态功角稳定分析。
权利要求
电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值方法，其特征在于，包括以下步骤1)若上一轮电网运行状态下某个预想故障后电网的暂态功角稳定裕度大于设定值，或临界机群中发电机的当前运行状态相对于上一轮没有投/停变化，或设定的关键断面组成元件的当前运行状态相对于上一轮没有投/停变化，则进入第2)步；否则，终止针对该故障的电网动态等值计算；2)综合上一轮电网运行状态下该故障后电网的暂态功角稳定模式，以及电网当前运行状态相对于上一轮电网运行状态的变化程度，计算出对电网进行动态等值的详细程度指标，即动态等值指标；3)把该故障的暂态功角稳定模式中临界机群的所有发电机和余下机群发电机中参与因子绝对值大于等于该动态等值指标的发电机保留下来，不进行等值；4)把与上述保留的发电机和该故障元件电气距离小于设定值的节点以及相互之间直接相连的支路保留下来，不进行等值；5)对于剩余的发电机，即该故障的暂态功角稳定模式中余下机群发电机的参与因子绝对值小于该动态等值指标的发电机，进行同调机群的识别、同调发电机母线的聚合和同调发电机模型和参数的聚合，再对网络进行化简；6)基于动态等值后的电网进行本轮该故障的暂态功角稳定在线分析。
2.根据权利1要求所述的电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值方法，其 特征在于，步骤1)关于在本轮该故障的暂态功角稳定在线分析中是否进行动态等值的判 据，该判据为若上一轮电网运行状态下该故障后电网的暂态功角稳定裕度大于设定值，或 临界机群中发电机的当前运行状态相对于上一轮没有投/停变化，或设定的关键断面组成 元件的当前运行状态相对于上一轮没有投/停变化，则进行针对该故障的电网动态等值。
3.根据权利1要求所述的电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值方法，其 特征在于，步骤2)动态等值指标D采用公式(1)进行计算，其中\为上一轮电网运行状 态下该故障后暂态功角稳定模式中发电机i的参与因子，Pi 分别为本轮和上一轮发电 机i的有功功率，n为电网中发电机的数目，k为设定的转换因子。
4.根据权利1要求所述的电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值方法，其 特征在于，步骤3)在本轮电网动态等值中需要保留哪些发电机，不进行等值，即保留该故 障的暂态功角稳定模式中临界机群的所有发电机，以及余下机群发电机中的参与因子绝对 值大于等于D的发电机。
5.根据权利1要求所述的电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值方法，其 特征在于，步骤4)在本轮电网动态等值中需要保留哪些节点和支路，不进行等值和化简， 即保留与上述保留的发电机和该故障元件电气距离小于设定值的节点以及相互之间直接 相连的支路。
全文摘要
本发明公开了一种电力系统暂态功角稳定在线分析的自适应动态等值方法，本发明属电力系统及自动化技术领域，综合上一轮电网运行状态下某个预想故障后电网的暂态功角稳定模式，以及电网当前运行状态相对于上一轮电网运行状态的变化程度，计算出对电网进行动态等值的详细程度指标，对该故障的暂态功角稳定模式中余下机群发电机的参与因子绝对值小于该动态等值指标的发电机进行同调等值，保留与其它发电机和该故障元件电气距离小于设定值的节点以及相互之间直接相连的支路，并对电网进行相应的网络化简，再基于等值电网进行本轮该故障的暂态功角稳定在线分析，从而提高了计算速度。
文档编号H02J3/00GK101872975SQ201010162089
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者任先成, 侯玉强, 姚海成, 彭伟, 彭慧敏, 徐泰山, 方勇杰, 罗剑波, 薛禹胜 申请人:国网电力科学研究院;南京南瑞集团公司