专利名称：电力系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法
技术领域：
本发明是一种电力系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法，属于电力系统稳定与控制技术领域。
背景技术：
现代电力系统迅速发展，以大机组、超高压、长距离、重负荷为特点，是一个典型的强非线性、高维、动态大系统。同时随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用，在使发电、输电更经济、高效的同时也增加了电力系统的规模和复杂性，再加上快速励磁系统的普遍使用和电力市场竟争机制的引入，电网运行在稳定极限边缘的可能性也大为增加。系统中一个局部的小扰动或异常运行就可能引起全系统的连锁反应，甚至造成大面积的系统瓦解，给人民生活和国民经济造成灾难性的损失。低频振荡是现代电力系统中发生频繁、对系统稳定运行造成严重影响的一类事故。弱联系的电网互联、远距离输送大量功率，都将损害互联系统的小干扰稳定性，使得系统在扰动下发生不良阻尼或增幅的振荡。由于其振荡频率很低，一般在0. 1 2. 5Hz间，故称为低频振荡。国内外不少电力系统都出现过低频振荡问题，低频振荡已成为制约联络线输送功率极限提高和互联电力系统安全稳定运行最重要的因素之一。振荡功率增量分布计算是分析低频振荡问题的新的技术手段，该类方法从功率交换角度进行研究，有助于对低频振荡问题的认识和理解，也为低频振荡关键线路的辨识提供了有力的依据。
发明内容
本发明的目的是克服建立求解低频振荡中的功率振荡增量在网络中的分布的计算方法，提供一种方法科学合理，计算简便易行，辨识准确的电力系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法。实现本发明目的所采用的技术方案是，一种电力系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法，其特征是，它包括如下步骤第一步基于电力系统结构保持模型的线性化状态矩阵的构建
Jx^
Λ LM( M L⑴A1 glM A ggAxs_其中代表发电机及其调节器的状态量，Δ &为母线状态量，Agg为发电机及其调节器的状态矩阵，Agl、Alg、A11为利用线性化结构保留模型得到的发电机状态量与网络状态量及网^ 状态量与网络状态量之间的关系矩阵；第二步线路振荡功率增量的计算输电网络中输电线路有功功率表示为
Pij = UiUj (Gij cos (Si-S j) +Bij sin ( S 厂 S p) (2)其中=Gij和Bij分别为导纳矩阵中第i行、第j列元素的实部和虚部；线性化式(2)可得线路振荡功率増量计算公式A Pij = UiU,. [ (-Gij sin (Si-S ^ +Bij cos( 8 r 8 A Si+ (Gij sin( 8 厂 6 p-Bij cos( 8 厂 S」))A 6」](3)+Uj (Gij cos (Si-S j) +Bij sin ( 6 r 6 p) A Ui+Ui (Gij cos (Si-S j) +Bij sin( S 厂り)AUj其中Ui为i侧母线电压，Si为1侧母线相角，ル为」_侧母线电压，S为j侧母线相角；第三步支路脆弱性指标的建立支路功率表示为节点电压和相角的函数Pl = r (a 1，V) (4)其中r为映射函数；a !为母线电压相角；V为侧母线电压幅值。振荡过程中，支路振荡功率表示为
sr srAPl = -Aa^-AV(5)为了清晰的反映出不同支路上功率振荡的情況，定义如下脆弱性指标S1 = 1 ^1' 1 / = 1,L ,/(6)
Il AP/IL支路脆弱性指标S刻画了某一机电振荡模式下支路振荡功率的大小，其值越大代 表支路在该模式下的功率振荡越严重，反映到整个系统中即为振荡过程中整个系统的脆弱 环节；第四步振荡割集的辨识电カ系统机电振荡过程可以理解为振荡功率的交換过程，该过程中，支路为振荡 功率交換提供了主要的通道，在不同振荡模式下，各支路上所承担的振荡功率是不同的，并 且可以利用振荡功率相对集中的支路将系统分割成相互振荡的区域，各区域之间通过振荡 功率相对集中的支路进行振荡功率交換，作如下定义在某一机电振荡模式下，将振荡功率 相对集中的支路组成的集合称为振荡割集。本发明的电カ系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法，该方法利用特征分析 结果即可实现不同模式下关键支路及振荡割集的辨识，具有科学合理，计算简便易行，辨识 准确，结果直观等优点。
图1输电线路示意图。图2新英格兰10机39节点系统。
图3新英格兰系统模式九支路脆弱性指标。图4新英格兰系统模式九统振荡割集示意图。
具体实施例方式电カ系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法，用于电カ系统的安全稳定分析 中，其步骤如下第一歩基于电カ系统结构保持模型的线性化状态矩阵的构建
其中代表发电机及其调节器的状态量；
A&为母线状态量；
Agg为发电机及其调节器的状态矩阵；
Asl、Als、A11为利用线性化结构保留模型得到的发电机状态量与网络状态量及网^
状态量与网络状态量之间的关系矩阵；
第二步线路振荡功率增量的计算
输电网络中输电线路有功功率可以表示为
权利要求
1. 一种电力系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法，其特征是，它包括如下步骤第一步基于电力系统结构保持模型的线性化状态矩阵的构建
全文摘要
本发明是一种电力系统低频振荡关键支路及振荡割集辨识方法，其特点是，包括基于电力系统结构保持模型的线性化状态矩阵的构建、线路振荡功率增量的计算、支路脆弱性指标的建立和振荡割集的辨识等步骤，具有方法科学合理，计算简便易行，辨识准确等优点。
文档编号H02J3/24GK102354997SQ201110323659
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月22日 优先权日2011年10月22日
发明者刘铖, 李振新, 杨德友, 蔡国伟 申请人:东北电力大学