一种提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法

文档序号:7361266阅读:989来源:国知局
一种提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法,属于电力系统及其自动化【技术领域】。本发明筛选领前群和余下群机组分群边界母线集合,将分群边界母线等效为一个虚拟母线,并基于等效虚拟母线增加一个虚拟支路,计算各直流换流站母线与虚拟支路两端母线的等值阻抗,进行直流换流站母线的分群划分,利用直流换流母线与发电机母线等值互导纳模值对所属群内机组的参与因子加权求和,并考虑直流系统有功功率变化与关键交流断面对应于主导失稳摆次有功功率极值变化的比值,计算各直流功率调制的暂态功角稳定控制性能指标。本发明能够为电力系统多直流紧急功率调制暂态稳定优化提供量化分析与决策支持。
【专利说明】一种提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统及其自动化【技术领域】,更准确地说本发明涉及一种提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法。
【背景技术】
[0002]电力系统暂态功角稳定量化分析理论(EEAC),能够正确识别预想故障后系统的功角稳定主导模式(包括机组分群、摆次和裕度),在此基础上,基于每台发电机的加速动能或减速动能之间的比例关系,可识别暂态功角稳定模式中不同群内发电机的参与因子,进而准确识别与主导暂态稳定模式相对应的关键交流输电断面,为电力系统运行方式调整、输电极限计算和控制决策优化等提供了高效的量化分析与决策支持功能。
[0003]随着多直流、交直流混联大电网的建设,直流紧急功率调制在暂态功角稳定控制中具有调节灵活、较高的性价比等优势,将在实际工程中得到大量应用,若在前期识别发电机暂态稳定参与因子的基础上,进一步给出暂态功角稳定控制中直流输电系统紧急功率调制的暂态稳定控制性能评价指标,则可为暂态稳定交直流、多直流协调提供更为快速的量化分析与优化决策支持功能。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是:给出暂态功角稳定控制中直流紧急功率调制控制性能指标的计算方法,快速评价不同直流输电系统紧急功率调制对暂态功角稳定的影响程度,可为电力系统暂态稳定交直流、多直流协调优化决策提供更为高效的技术指标。
[0005]具体地说,本发明是采用以下的技术方案来实现的,包括下列步骤:
[0006]I)根据电力系统运行方式及相应的模型与参数,采用时域仿真方法获取预想故障下系统发电机功角、母线电压受扰轨迹,所述电力系统运行参数包括系统潮流数据和元件动态模型参数;
[0007]2)基于预想故障的发电机功角受扰轨迹,利用EEAC给出的暂态功角稳定量化信息,识别暂态稳定关键交流断面,计算领前群和余下群各机组的暂态稳定参与因子,设第g个机组的暂态稳定参与因子为Peg,其中g代表第g个机组的序数,并确定领前群内参与因子最大的机组;
[0008]3)设置母线电压安全考核二元表(V。,,TJ,其中V。,为二元表中电压跌落门槛值,Tcr为母线电压低于Vra的允许持续时间,并基于电压安全考核二元表和预想故障下母线电压受扰轨迹,利用暂态电压跌落量化评估方法提供的系统母线暂态电压安全裕度,从中筛选电压安全裕度小于预设门槛值ξ的系统母线子集作为分群边界母线集合;
[0009]再将分群边界母线集合中的所有母线等效为一个虚拟母线B,并基于虚拟母线B增加另一虚拟母线B'以及虚拟母线B与B'之间的虚拟支路BB',通过计算、比较各直流换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗判别各直流换流站母线的分群归属,所述直流换流站母线包括直流整流侧换流站母线和直流逆变侧换流站母线;
[0010]4)基于直流换流站母线的分群归属信息,计算各直流换流站母线与其所属的领前群或余下群各机组的互导纳模值,利用互导纳模值对各机组的暂态稳定参与因子加权并求和,并计及直流系统有功功率变化与关键交流断面对应于主导失稳摆次有功功率极值变化的比值,计算各直流紧急功率调制暂态功角稳定控制性能指标。
[0011]上述技术方案的进一步特征在于:所述步骤3)具体包括以下步骤:
[0012]3-1)设置母线电压安全考核二元表(Vra,TJ,其中Vra为二元表中电压跌落门槛值,!?为母线电压低于Vra的允许持续时间,并基于电压安全考核二元表和预想故障下母线电压受扰轨迹,利用暂态电压跌落量化评估理论给出的系统母线暂态电压安全裕度,从中筛选电压安全裕度小于预设门槛值I的系统母线子集作为分群边界母线集合;
[0013]3-2)将分群边界母线集合中的所有母线等效为一个虚拟母线B,计算领前群内参与因子最大机组的机端母线与虚拟母线B的等值阻抗,记为Xs._ ;
[0014]3-3)基于等效虚拟母线B,增加另一虚拟母线B'和虚拟母线B与B'之间的虚拟支路BB',其中虚拟支路BB'的阻抗值为Xs._/2,另一虚拟母线B'设置需满足X' s.max<XS._条件,其中t s.max为领前群内参与因子最大机组的机端母线与虚拟母线B'的等值阻抗;
[0015]3-4)分别计算各直流换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗,设第d个直流系统的直流整流侧换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗分别为XK.db、V K.db,第d个直流系统的直流逆变侧换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗分别记为Xn Ldb,其中d代表第d个直流系统的序数;
[0016]若XK.db > V K.db,则该第d个直流系统的直流整流侧换流站母线属于领前群,否则属于余下群Ub,则第d个直流系统的直流逆变侧换流站母线属于领前群,否则属于余下群。
[0017]上述技术方案的进一步特征在于:所述步骤4)具体包括以下步骤:
[0018]4-1)按式(I)计算各直流系统有功功率变化与关键交流断面对应于主导失稳摆次有功功率极值变化的比值:
[0019]
【权利要求】
1.一种提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法,其特征在于,包括如下步骤: 1)根据电力系统运行方式及相应的模型与参数,采用时域仿真方法获取预想故障下系统发电机功角、母线电压受扰轨迹,所述电力系统运行参数包括系统潮流数据和元件动态模型参数; 2)基于预想故障的发电机功角受扰轨迹,利用EEAC给出的暂态功角稳定量化信息,识别暂态稳定关键交流断面,计算领前群和余下群各机组的暂态稳定参与因子,设第g个机组的暂态稳定参与因子为Peg,其中g代表第g个机组的序数,并确定领前群内参与因子最大的机组; 3)设置母线电压安全考核二元表(Vra,TJ,其中Vra为二元表中电压跌落门槛值,Tra为母线电压低于Vra的允许持续时间,并基于电压安全考核二元表和预想故障下母线电压受扰轨迹,利用暂态电压跌落量化评估方法提供的系统母线暂态电压安全裕度,从中筛选电压安全裕度小于预设门槛值I的系统母线子集作为分群边界母线集合; 再将分群边界母线集合中的所有母线等效为一个虚拟母线B,并基于虚拟母线B增加另一虚拟母线B'以及虚拟母线B与B'之间的虚拟支路BB',通过计算、比较各直流换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗判别各直流换流站母线的分群归属,所述直流换流站母线包括直流整流侧换流站母线和直流逆变侧换流站母线; 4)基于直流换流站母线的分群归属信息,计算各直流换流站母线与其所属的领前群或余下群各机组的互导纳模值,利用互导纳模值对各机组的暂态稳定参与因子加权并求和,并计及直流系统有功功率变化与关键交流断面对应于主导失稳摆次有功功率极值变化的比值,计算各直流紧急功率调制暂态功角稳定控制性能指标。
2.根据权利要求1所述的提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括以下步骤: 3-1)设置母线电压安全考核二元表(V。" TJ,其中Vra为二元表中电压跌落门槛值,Tra为母线电压低于Vra的允许持续时间,并基于电压安全考核二元表和预想故障下母线电压受扰轨迹,利用暂态电压跌落量化评估理论给出的系统母线暂态电压安全裕度,从中筛选电压安全裕度小于预设门槛值ξ的系统母线子集作为分群边界母线集合; 3-2)将分群边界母线集合中的所有母线等效为一个虚拟母线B,计算领前群内参与因子最大机组的机端母线与虚拟母线B的等值阻抗,记为Xs._ ; 3-3)基于等效虚拟母线B,增加另一虚拟母线B'和虚拟母线B与B'之间的虚拟支路BBi,其中虚拟支路BB'的阻抗值为Xs._/2,另一虚拟母线B'设置需满足 s.max<Xs.max条件,其中 s.max为领前群内参与因子最大机组的机端母线与虚拟母线B'的等值阻抗; 3-4)分别计算各直流换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗,设第d个直流系统的直流整流侧换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗分别为XK.db、V K.db,第d个直流系统的直流逆变侧换流站母线与虚拟母线B和B'的等值阻抗分别记为X' Ub,其中d代表第d个直流系统的序数; 若Xadb > V E.db,则该第d个直流系统的直流整流侧换流站母线属于领前群,否则属于余下群;若X1J > V Ldb,则第d个直流系统的直流逆变侧换流站母线属于领前群,否则属于余下群。
3.根据权利要求2所述的提高电网暂态功角稳定性的直流功率紧急控制性能指标计算方法,其特征在于:所述步骤4)具体包括以下步骤: 4-1)按式(I)计算各直流系统有功功率变化与关键交流断面对应于主导失稳摆次有功功率极值变化的比值:
【文档编号】H02J1/00GK103762579SQ201310713641
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月22日 优先权日:2013年12月22日
【发明者】任先成, 李威, 方勇杰, 薛禹胜, 常海军, 董宸 申请人:南京南瑞集团公司, 国网四川省电力公司
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