一种不同运行方式下水电机群等值模型参数泛化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于发电机群等值技术领域，设及一种水电机群在不同运行方式下等值发 电机参数泛化的方法，具体设及一种将不同运行方式分解为所有发电机因季节性变化等比 出力改变和单台发电机出力改变两种情况的泛化方法的组合。
【背景技术】
[0002] 1、同调等值法
[0003] 动态等值法是研究大型互联电网中十分重要的一个课题之一。而其中的同调等值 法已经在电力系统中得到广泛的应用，如鞠平.电力系统建模理论与方法[M].北京:科学出 版社，2010。同调等值法将转速和摇摆相近的发电机划为一组，将组内所有的发电机合并为 一台（或几台）发电机。该方法技术成熟，速度很快，在实际应用中等值效果良好，在实际电 力系统中已经得到广泛的应用，是一种成熟的动态等值方法。
[0004] 2、灵敏度分析法
[000引灵敏度分析法是利用系统中某些物理量的微分关系，来获得因变量对自变量敏感 程度的方法。根据灵敏度大小，指导控制自变量的输入，达到控制因变量输出的目的。根据 灵敏度指标改善系统的安全性能，提高系统稳定裕度或者经济性指标。因此灵敏度方法在 电力系统诸多领域中得到了广泛的应用，如苗峰显，郭志忠.灵敏度方法在电力系统分析与 控制中的应用综述[J].继电器，2007,35(15) :72-76。
[0006] 小水电受到国家的支持与鼓励目前在国内发展迅速，然而在调度与运行中小水电 机组往往用一个负的负荷进行代替，随着小水电机组规模的日益庞大，使用负的负荷代替 小水电机组的方法对于电网仿真的精确性影响问题逐渐凸显，但是由于小水电机组单台容 量小，数目极为庞大，使用水电机精确建模的工作量十分庞大，因此可W对流域内小水电机 组进行发电机等值，W等值发电机的形式加入电网的仿真计算中，从而提高仿真的精度和 正确性。
[0007] 小水电分散布点，输变设备简单，输电损耗小，易于解决偏远地区供电，同时小水 电规模不大，分布在负荷附近，大部分属于分布式电源状态。由于水库的库容小，水能调节 性能差，为了提高供电可靠性和发电机组运行稳定性，各个小水电站就近联网，电能相互补 缺，相互调剂，形成一个小配电网，成片供电。小水电类型基本上属于径流式电站，受季节性 降水量的影响较大，在夏季丰水季节供电充足有余，不得不大量弃水;而在冬季枯水季节供 电又严重不足，造成局部缺电。受负荷特性限制，在负荷高峰期，不能提供更多的电力;而负 荷低谷期，又会因为电网负荷小而停机弃水。
[0008] 含中小水电机群的电网运行方式具有如下特点：
[0009] (1)单台水电机组容量小，对外部电网的动态影响可忽略不计。
[0010] (2)水电厂多远离负荷中屯、，其水电厂区域的负荷主要为电厂的厂用电，负荷低且 波动小，可认定为恒定、静态负荷。
[0011] (3)水电机组出力受水的流量影响呈现季节性特点，夏季丰水期多发、冬季枯水期 少发，且同一区域内各水电厂出力总体呈等比例地上升或下降。
[0012] 由于小水电肌群的运行方式受季节性影响大，在某种特定运行方式下得到的等值 发电机模型参数并不能满足各种不同运行方式，但是分别等值计算每种运行方式的等值发 电机模型参数的工作量又是十分巨大且不符合实际情况的，本专利提出一种不同运行方式 下水电机群等值模型参数泛化方法，通过求解出典型运行方式下的水电机群等值模型参 数，再根据实际运行方式的数据，进行简单的参数泛化处理，即可W得到不同运行方式下等 值发电机模型参数，计算过程简单，而且精度能够满足工程实际要求，对实际调度运行有一 定的指导作用。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的是，提供一种不同运行方式下水电机群等值模型参数泛化方法。该 方法在将水电机群在特定运行方式进行等值的基础上，提出了 一种等值参数的泛化方法， 使得等值发电机的参数在运行方式改变时，仅通过等值参数的泛化计算，就能得到新运行 方式下的等值发电机参数，避免了重复计算，精度能满足实际工程的需要，从而在实际水电 机群运行过程中，仅需要计算出几种典型的运行方式下的等值发电机参数，就能根据实际 情况泛化出各种不同运行方式下的等值发电机参数，从而指导调度，仿真等工作。
[0014] 为了达至化述目的，本发明采用如下技术方案。
[0015] -种不同运行方式下水电机群等值模型参数泛化方法，该方法包括W下步骤：
[0016] (1)将流域内小水电机群通过发电机同调等值法分别在丰大方式，丰小方式，枯大 方式，枯小方式四种典型运行方式下进行等值计算，得到四种运行方式下水电机群同调等 值模型的参数；
[0017] (2)改变流域内发电机出力情况，得到等值发电机参数变化情况对于流域内发电 机出力改变的变化情况，采用灵敏度分析方法得到等值发电机参数进行分析，灵敏度指标 定义为等值模型参数与水电机群出力调节量的二阶偏导数。当参数的灵敏度指标值大于0， 判定该参数为灵敏参数；当参数的灵敏度指标值等于0,则判定该参数为非灵敏参数，在之 后的水电机群等值模型参数泛化认为不灵敏参数值不随运行方式改变；
[0018] (3)对于水电机群的任意实际的运行方式，采用四区图法判断该运行方式与上述 四种典型运行方式中的哪一种最接近，四区图法如附图1所示，W最接近的典型运行方式为 参数泛化的基准值；
[0019] (4)对于灵敏参数进行不同运行方式下的规律分析。将典型运行方式向实际的一 种运行方式泛化的步骤分为等比例调节流域内所有发电机出力和单独调节个别发电机出 力两个步骤：
[0020] (a)对于同一流域内中小型水电机群的发电机出力和当时的水量有很大的关系， 所W往往是整个流域的所有中小型水电机群出力随时间同时增大或者减小。对于任意实际 运行方式，基于步骤(3)确定的基准参数，先等比例调节所有实际中小型水电机群的出力， 达到一种最接近实际运行方式的中间运行方式，针对等比例调节所有发电机出力的情况， 采用最小二乘法通过不同运行方式下的参数变化规律拟合出参数变化规律随发电机等比 出力改变的泛化公式；
[0021] (b)中间运行方式和实际运行方式的差别不大，只需单独微调部分发电机的出力， 即可完成中间运行方式向实际运行方式的泛化。等值发电机的参数泛化W公式k= I S APi 化q进行一阶线性修正，APi为单台发电机出力变化量，Peq为等值发电机功率。
[0022] 通过W上两个分解步骤完成实际运行方式改变情况下的水电机群等值发电机参 数泛化；
[0023] 作为优选，步骤(2)中所述的灵敏度分析，即对于不同运行方式下所得到的等值发 电机参数进行变化情况进行灵敏度分析，确定对于改变运行方式的灵敏参数和不灵敏参 数。
[0024] 作为优选，步骤(3)的具体实现过程为，将实际的各种运行方式分解为等比例调节 流域内所有发电机出力和单独调节个别发电机出力两种情况的组合，分别讨论两种方式下 不同的泛化方法，最后组合为实际运行方式的泛化方法。
[0025] 作为优选，步骤(5)中所述的中间运行方式，是典型运行方式通过等比调节所有发 电机出力达到的一种与实际运行最为接近的一种中间运行方式，中间运行方式的等值发电 机参数可W通过等比调节的参数泛化方法进行泛化，而中间运行方式的到实际运行方式的 泛化方法则通过单独发电机出力改变的泛化方法进行泛化。
[0026] 本发明包括W下优点和技术效果：
[0027] 1、通过对小水电机群进行等值计算，提高了电网仿真的精度和正确性，同时也解 决了等值发电机群参数不能适用于不同运行方式的问题；
[0028] 2、极大的简化了不同运行方式下小水电机群等值发电机组参数的计算过程，使利 用等值发电机代替小水电机群的方法能够适用于实际仿真计算。
【附图说明】
[0029] 图1是恩施电网接线图。
[0030] 图2(a)是W丰大方式下等值模型参数为基准值时等值模型参数Xd随运行方式的 变化情况，图2(b)是W丰大方式下等值模型参数为基准值时等值模型参数Xq随运行方式的 变化情况，图2(c)是W丰大方式下等值模型参数为基准值时等值模型参数Tdc/随运行方式 的变化情况，图2(d)是W丰大方式下等值模型参数为基准值时等值模型参数Tqc/随运行方 式的变化情况。
[0031] 图3是等值模型采用夏大典型参数、泛化参数与实际系统S种情况下的鄂咸宁 SOOkV母线电压波动对比图。
[0032] 图4是等值模型采用夏大典型参数、泛化参数与实际系统S种情况下的鄂