一种基于暂态能量函数综合指标的电力系统暂态稳定智能调控方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统运行和控制领域，是一种基于暂态能量函数综合指标的电力 系统暂态稳定智能调控方法。
【背景技术】
[0002] 随着全国电网互联，电力系统的暂态稳定问题一直是人们关心的主要问题之一， 严重影响功率输送和电力系统安全稳定运行。当电网发生扰动时，如果不能有效采取暂态 稳定控制措施将严重影响电网安全运行，如果措施不合理将会导致系统失去稳定等后果严 重。所以如果能够构建一种用于互联电网的暂态稳定智能调控策略，将为互联电网的暂态 稳定预防与控制提供有效途径。因此，电网的暂态稳定智能调控策略的构建变得极为重要。
[0003] 目前，在提高和改善互联电网暂态稳定控制策略方面，还主要基于功角曲线的量 测构建发电机功角与发电机有功功率的灵敏度调整发电机出力进行调控，还有就是利用发 电量的优化分配转化成优化问题进行求解，但上述方法提供信息量有限，且调控范围难以 给定，难以实现有效的智能调控。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是，提供一种计算简单、结果准确、易于实现且工程应用价值高的基 于暂态能量函数综合指标的电力系统暂态稳定智能调控方法。
[0005] 本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种基于暂态能量函数综合指标的电 力系统暂态稳定智能调控方法，其特征是，它包括以下步骤：
[0006] (1)计算当前运行状态的各支路在振荡过程中的稳定度指标(Branch Stability Index)，缩写SBI，确定电网最脆弱支路及暂态稳定情况
[0007] 定义支路在振荡过程中的稳定度指标：
[0009] 式中：
为支路k在故障后振荡过程中的 势能;Pk(tbk)为支路k在故障后势能第一次达到极大值时的有功功率;1为支路数;tak为支路 势能VpekU)第一次达到极小值时对应的时刻;tbk为支路势能VPEK(t)第一次达到极大值时对 应的时刻；以为支路k稳态时的有功功率;Pk为支路k的有功功率；ω Ν为发电机的额定角频 率；
[0010] 计算当前电网的运行状态，获取相关暂态数据，计算支路势能脆弱性判别指标按 SBI值排序，若SBI值较小且接近为0,则说明系统的当前状态是失稳状态，需要进行紧急调 控，同时根据SBI排序最小且近似为0的支路构成电网的最脆弱支路；
[0011] (2)鉴别最领先发电机组
[0012]定义发电机动能函数为：
[0014] 式中:Mi为发电机i转子惯性时间常数；《1为发电机i的角频率;Vki为第i台发电机 的动能；
[0015] 再定义发电机动能斜率指标：
[0016] dVki/dt= (Vki(t+1)-Vki(t) )/step (3)
[0017]式中：dWdt为发电机i的动能斜率;Vki(t)为第i台发电机t时刻的动能;Vki(t+1) 为第i台发电机t+1时刻的动能;step为计算步长；
[0018] 通过发电机动能斜率的计算，并按发电机动能斜率绝对值大小进行排序，同时根 据联络线潮流方向区分送受端，则能够鉴别出最领先发电机，即选取送端机群中动能斜率 最大的为最领先发电机，确定发电机调整对象和机群的选取；
[0019] (3)给出发电机调整的有功极限功率
[0020] a)两点法求取线性表达式
[0021] 求取两次领先发电机不同有功功率下的支路势能指标SBI值，利用两次结果计算 发电机有功功率Pe与SBI函数关系式；
[0022] b)求取发电机有功极限功率
[0023]假设SBI = 0,求取发电机有功极限功率；
[0024] c)求取发电机有功功率输出量范围
[0025] 利用设定的预想稳定度SBI值，求取发电机调整下限；
[0026] (4)给出发电机调整的建议调整范围；
[0027] (5)验证
[0028] 通过给定的建议发电机调整范围，将发电机调整到相应数值，计算暂态稳定性，查 看功角曲线验证系统是否暂态稳定。
[0029] 本发明的一种基于暂态能量函数综合指标的电力系统暂态稳定智能调控方法，从 网络势能和发电机动能的角度对系统暂态稳定做出综合评价，利用支路势能进行暂态稳定 评估及脆弱割集选取，利用发电机动能斜率判别调控对象，利用支路势能指标与发电机有 功功率的函数关系确定调整的建议调整范围，构成了以能量体系为主线的暂态稳定智能调 控策略。具有方法科学合理，计算简单、结果准确，易于实现且工程应用价值高等优点。
【附图说明】
[0030] 图1是新英格兰10机39节点系统接线图；
[0031] 图2是暂态智能调控策略图；
[0032]图3是调控前各支路势能曲线图；
[0033]图4是SBI与Pe函数关系图；
[0034]图5是调控后各支路势能曲线图；
[0035] 图6是调控前后各个支路的SBI对比图；
[0036] 图7是调控前后割集16-19的SBI对比图（1 一调控前，2-调控后）；
[0037] 图8是调控前系统各发电机功角曲线；
[0038] 图9是调控后系统各发电机功角曲线。
【具体实施方式】
[0039] 本发明的一种基于暂态能量函数综合指标的电力系统暂态稳定智能调控方法，包 括以下步骤：
[0040] (1)计算当前运行状态的各支路在振荡过程中的稳定度指标(Branch Stability Index)，缩写SBI，确定电网最脆弱支路及暂态稳定情况
[0041] 定义支路在振荡过程中的稳定度指标：
[0043] 式中：
为支路k在故障后振荡过程中的 势能;Pk(tbk)为支路k在故障后势能第一次达到极大值时的有功功率;1为支路数;tak为支路 势能VPEK(t)第一次达到极小值时对应的时刻;tbk为支路势能VPEK(t)第一次达到极大值时对 应的时刻；G为支路k稳态时的有功功率;Pk为支路k的有功功率；ω Ν为发电机的额定角频 率；
[0044] 计算当前电网的运行状态，获取相关暂态数据，计算支路势能脆弱性判别指标按 SBI值排序，若SBI值较小且接近为0,则说明系统的当前状态是失稳状态，需要进行紧急调 控，同时根据SBI排序最小且近似为0的支路构成电网的最脆弱支路；
[0045] (2)鉴别最领先发电机组
[0046]定义发电机动能函数为：
[0048] 式中:Mi为发电机i转子惯性时间常数；《1为发电机i的角频率;Vki为第i台发电机 的动能；
[0049] 再定义发电机动能斜率指标：
[0050] dVki/dt= (Vki(t+1)-Vki(t) )/step (3)
[00511式中：dVki/dt为发电机i的动能斜率;Vki(t)为第i台发电机t时刻的动能;Vki(t+1) 为第i台发电机t+1时刻的动能;step为计算步长；
[0052]通过发电机动能斜率的计算，并按发电机动能斜率绝对值大小进行排序，同时根 据联络线潮流方向区分送受端，则能够鉴别出最领先发电机，即选取送端机群中动能斜率 最大的为最领先发电机，确定发电机调整对象和机群的选取；
[0053] (3)给出发电机调整的有功极限功率
[0054] a)两点法求取线性表达式
[0055] 求取两次领先发电机不同有功功率下的支路势能指标SBI值，利用两次结果计算 发电机有功功率Pe与SBI函数关系式；
[0056] b)求取发电机有功极限功率
[0057]假设SBI = 0,求取发电机有功极限功率；
[0058] c)求取发电机有功功率输出量范围
[0059] 利用设定的预想稳定度SBI值，求取发电机调整下限；
[0060] (4)给出发电机调整的建议调整范围；
[0061] (