专利名称：两区域互联系统交流联络线稳态功率波动幅值的计算方法
技术领域：
本发明涉及电カ系统领域，具体涉及ー种两区域互联电カ系统交流联络线稳态功率波动幅值的计算方法。
背景技术：
2009年I月，长治-南阳-荆门特高压交流示范工程正式投运，该线路连接华北、华中两个大区电网，形成了包含12个省级电网的我国最大的交流同步电网。2011年12月，特高压交流示范工程扩建工程正式投运，华北-华中特高压交流联络线的输送能力得到进ー步提高。特高压示范工程投入运行后，在正常运行过程中可以观察到交流联络线上存在有功功率波动的情況。大幅度的功率波动成为限制特高压交流联络线输电能力提高的重要因素，影响了特高压线路充分发挥其大規模输电的经济和社会效益。从华北-华中交流联络线上稳态功率波动的PMU录波曲线可以看出，交流联络线功率波动由高频和低频两种分量叠加而成。高频振荡是系统受扰动后的动态响应，可以用区域电网互联系统的机电振荡模型来表示。其振荡周期基本不变，表现为互联系统区域振荡模式的振荡周期，其振荡幅值与负荷变化量的大小或系统受扰动(如线路故障、切除大容量发电机等)的大小和区域振荡模式的阻尼強弱有夫。低频波动是负荷随机功率波动在全互联系统中再分配后在交流联络线上的反映，是ー种稳态过程，不能用机电振荡模型描述。其波动具有明显的无序性，波动周期一般为数十秒到数分钟，且具有随机性，波动幅值也同样具有随机性。对于交流联络线功率波动的高频分量即区域振荡模式，国内外已有大量文献对其进行了研究；但对于交流联络线功率的低频分量却关注的较少，目前仅有前苏联的电カ系统研究专家提出了功率波动幅值的经验估计公式，该公式的准确性极大依赖于工程经验，且不能掲示功率波动的机理。针对交流联络线上的这种低频随机功率波动的现有技术的不足，本发明提出了一种两区域互联电カ系统交流联络线稳态功率波动幅值的计算方法。本发明交流联络线功率波动特指这种低频随机功率波动。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供ー种两区域互联电カ系统交流联络线稳态功率波动幅值的计算方法，有利于电カ系统运行、分析人员掌握两区域互联稳态功率波动的机理和波动幅值的计算，为抑制交流联络线功率波动的措施提供依据。本发明提供的两区域互联系统交流联络线稳态功率波动幅值的计算方法，其改进之处在于通过概率统计计算系统频率波动幅值的概率分布，通过模糊数描述贡献因子的不确定性，再通过模糊抽样和解模糊得到交流联络线功率波动的均值和标准差；所述方法包括如下步骤
(I)通过EMS (Energy Management System)系统获取频率样本点时刻对应的系统容量Cm和Cm ；(2)获取系统频率样本点；(3)确定贡献因子及其隶属度；(4)计算交流联络线功率波动幅值的概率数字特征；(5)解模糊。优选的,步骤(2)获取系统频率样本点是通过PMU (Phase Measurement Unit)获取的系统频率曲线，并把曲线划分成长度为T的N个区间，在每个区间内测量频率的最大值も和最小值fi+1，计算频率波动的幅值Afi =も-ち和Δ fi+1 =し-ち,得到η = 2Ν个样本点。优选的，步骤(3)确定贡献因子及其隶属度是在区间
上均匀抽取m个隶属度，并对其中每个隶属度Uk求取其对应的两个贡献因子Xk= μ—Υμ,)。本发明的k从I开始取值，其取值范围为[l，m]。本发明的μ—1为反函数。优选的，步骤(4)计算交流联络线功率波动幅值的概率数字特征的步骤为对于步骤(3)中获得的贡献因子λ k，根据步骤(I)获得的系统容量和步骤(2)中获得的频率波动幅值样本计算交流联络线功率波动幅值样本；根据求出的交流联络线功率波动幅值样本计算交流联络线功率波动幅值的均值Epk和标准差Spk。优选的，步骤(5)解模糊是将隶属度μ ! μ m求出后，采用求重心方法计算交流联络线功率波动的均值和标准差。优选的，所述步骤(3)贡献因子λ表示系统A的功率波动对全系统功率波动贡献
比值，其为
权利要求
1.两区域互联系统交流联络线稳态功率波动幅值的计算方法，其特征在于通过概率统计计算系统频率波动幅值的概率分布，通过模糊数描述贡献因子的不确定性，再通过模糊抽样和解模糊得到交流联络线功率波动的均值和标准差； 所述方法包括如下步骤 (1)通过EMS系统获取频率样本点时刻对应的系统容量Cm和CBi； (2)获取系统频率样本点； (3)确定贡献因子及其隶属度； (4)计算交流联络线功率波动幅值的概率数字特征； (5)解模糊。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(2)获取系统频率样本点是通过PMU获取的系统频率曲线，并把曲线划分成长度为T的N个区间，在每个区间内测量频率的最大值も和最小值fi+1，计算频率波动的幅值Afi =も-ち和Δ fi+1 =し-ち,得到η = 2Ν个样本点。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(3)确定贡献因子及其隶属度是在区间
上均匀抽取m个隶属度，并对所述隶属度Uk求取其对应的两个贡献因子Xk =μ ( μ k) °
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(4)计算交流联络线功率波动幅值的概率数字特征的步骤为对于步骤(3)中获得的贡献因子λ k，根据步骤(I)获得的系统容量和步骤(2)中获得的频率波动幅值样本计算交流联络线功率波动幅值样本；根据求出的交流联络线功率波动幅值样本计算交流联络线功率波动幅值的均值Epk和标准差SPk。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(5)解模糊是采用求重心方法计算交流联络线功率波动的均值和标准差。
6.如权利要求I或3任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)贡献因子λ表示系统A的功率波动对全系统功率波动贡献比值，其为 .APr, -APn,λ =--(I) (APga+APgb)-(APoa+APob) 式中，Λ Pda和Λ Pdb分别为系统A和系统B的负荷变化量，Λ Pm和APra分别为系统A和系统B 二次调频机组的发电功率变化量； 其中，采用三角模糊数来描述贡献因子的取值范围 (Α _ Ag + L·) IL, A G (Ag — L，Α。] "(A) = く (/ip + L — Λ) IL, λ ε , A0 + L·、(2 ) O,/I e (—°ο, _ I] U [-^0 + L, +οο) 式中，μ (λ)为贡献因子的隶属度函数；參数Xci取系统A容量占系统A和B总容量的比值。
7.如权利要求I或4任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)由频率波动幅值计算交流联络线功率波动幅值包括 对于由系统Α、系统B和交流联络线构成的两区域互联系统，计算由系统负荷随机波动及其引起的电厂二次频率调整导致的系统频率偏差和交流联络线功率波动幅值的表达式如下
8.如权利要求I或5任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)用式(10)和式(11)所示的求重心方法解模糊，从而计算出交流联络线功率波动幅值的均值及标准差
全文摘要
本发明涉及两区域互联系统交流联络线稳态功率波动幅值的计算方法，包括通过概率统计计算系统频率波动幅值的概率分布，通过模糊数来描述贡献因子的不确定性，再通过模糊抽样和解模糊来得到交流联络线功率波动的均值和标准差；本发明有利于电力系统运行、分析人员掌握两大区互联电力系统的稳态功率波动特性，为确定联络线运行限额和制定抑制交流联络线功率波动的措施提供依据。
文档编号H02J3/24GK102684210SQ20121012047
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者何剑, 孙华东, 林伟芳, 汤涌, 王安斯 申请人:中国电力科学研究院