一种冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法
【专利摘要】本发明提供一种冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法，包括以下步骤：获得联络线两侧电网振荡模式的区域间振荡频率和区域间阻尼比；获得交流联络线两侧电网的惯性常数的比值；确定冲激扰动的最大功率值和等效冲激时间；确定冲激扰动引发的交流联络线功率波动最大值和取得功率波动最大值的时间；评估冲激扰动对交流联络线的影响。本发明适用于发生直流换相失败、直流再启动等故障情况下联络线波动情况分析，有利于系统分析人员、调度运行人员分析电网特性。
【专利说明】一种冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种分析方法，具体涉及一种冲激扰动引发的交流联络线功率波动的 评估分析方法。
【背景技术】
[0002] 由于我国资源能源分布不均、能源基地与负荷中心之间距离较长，直流输电在我 国得到了大规模的应用，形成了规模巨大的交直流互联电网。特别是随着特高压直流工程 的大规模建设，交直流系统之间的相互影响更加明显，换相失败是其中常见的一种。受端电 网交流故障将引发直流换相失败，直流换相失败对交流系统产生短暂扰动，扰动可能引发 交流联络线的波动。由于换相失败持续时间较短且事后恢复正常，自身对系统影响不大。但 换相失败引发的交流联络线功率波动将会对交流联络线的输电能力产生较大影响。直流再 启动成功也存在类似问题。因而如何准确计算换相失败、直流再启动等冲激扰动引发的交 流联络线的波动大小对指导实际联络线方式安排具有重要意义。
[0003] 申请号为201010187823. 1的发明专利公开了一种两大区域互联电力系统交流联 络线功率波动峰值的计算方法，采用2阶线性系统时域分析相关方法给出了机组跳闸等阶 跃扰动引发区域联络线波动功率大小的计算方法。但对换相失败、直流再启动成功等迅速 恢复的冲激扰动对联络线波动大小并未给出分析。而冲激扰动引发联络线的波动机制和机 组跳闸、直流闭锁等阶跃扰动引发联络线波动机制存在较大区别。如果直接采用上述专利 提供的方法计算冲激扰动引发的联络线波动大小时结果差别非常大。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种冲激扰动引发的交流联络线功率 波动的评估分析方法，适用于发生直流换相失败、直流再启动等故障下联络线波动情况分 析，有利于系统分析人员、调度运行人员分析电网特性。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0006] 本发明提供一种冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法，所述方法 包括以下步骤：
[0007] 步骤1 :获得联络线两侧电网振荡模式的区域间振荡频率和区域间阻尼比；
[0008] 步骤2 :获得交流联络线两侧电网的惯性常数的比值；
[0009] 步骤3 :确定冲激扰动的最大功率值和等效冲激时间；
[0010] 步骤4 :确定冲激扰动引发的交流联络线功率波动最大值和取得功率波动最大值 的时间；
[0011] 步骤5 :评估冲激扰动对交流联络线的影响。
[0012] 所述步骤1中，根据小干扰理论分析中的特征值分析法获得联络线两侧电网振荡 模式的区域间振荡频率和区域间阻尼比，或对发生扰动时联络线实际功率振荡曲线进行 PR0NY分析获得联络线两侧电网振荡模式的区域间振荡频率和区域间阻尼比，区域间振荡 频率和区域间阻尼比分别用（^和€表示。
[0013] 所述步骤2中，根据联络线两侧电网的发电机参数，获得联络线两侧电网的惯性 常数的比值，用H21/H22表示，其中H21、H22分别为联络线两侧电网所有机组的总惯性常数。
[0014] 所述步骤3中，根据冲激扰动情况，得到冲激扰动的最大功率值，用AP_表示；
[0015] 冲激扰动的等效冲激时间用AT表示，有：
【权利要求】
1. 一种冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法，其特征在于：所述方法 包括以下步骤： 步骤1:获得联络线两侧电网振荡模式的区域间振荡频率和区域间阻尼比； 步骤2 :获得交流联络线两侧电网的惯性常数的比值； 步骤3 :确定冲激扰动的最大功率值和等效冲激时间； 步骤4 :确定冲激扰动引发的交流联络线功率波动最大值和取得功率波动最大值的时 间； 步骤5 :评估冲激扰动对交流联络线的影响。
2. 根据权利要求1所述的冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法，其 特征在于：所述步骤1中，根据小干扰理论分析中的特征值分析法获得联络线两侧电网振 荡模式的区域间振荡频率和区域间阻尼比，或对发生扰动时联络线实际功率振荡曲线进行 PRONY分析获得联络线两侧电网振荡模式的区域间振荡频率和区域间阻尼比，区域间振荡 频率和区域间阻尼比分别用（^和€表示。
3. 根据权利要求1所述的冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法,其特 征在于：所述步骤2中，根据联络线两侧电网的发电机参数，获得联络线两侧电网的惯性常 数的比值，用H21/H22表示，其中H21、H22分别为联络线两侧电网所有机组的总惯性常数。
4. 根据权利要求1所述的冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法,其特 征在于：所述步骤3中，根据冲激扰动情况，得到冲激扰动的最大功率值，用APmax表示； 冲激扰动的等效冲激时间用AT表示，有：
其中，AP和t分别为冲激扰动瞬时值和持续时间。
5. 根据权利要求1所述的冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法,其特 征在于：所述步骤4中，根据短暂方波扰动下二阶系统的响应特征，即可确定冲激扰动引发 的交流联络线功率波动最大值和取得功率波动最大值的时间。
6. 根据权利要求1或5所述的冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法， 其特征在于：所述步骤4包括以下步骤： (4-1)由于方波扰动可分解为正向阶跃扰动和负向阶跃扰动，根据交流联络线受阶跃 扰动的波动方程，得到其受方波扰动的波动方程：
其中，h(t)为交流联络线受方波扰动的波动函数，APs为方波扰动大小，At为方波扰 动时间；H21和H22分别为联络线两侧电网所有机组的总惯性常数，€为区域间阻尼比， 为自然振荡频率，为区域间振荡频率，P为初始相角； 由于A T远小于区域间振荡周期且€小于0. 15, 近似为1，于是式⑴简化为：
多个方波扰动叠加构成冲激扰动，忽略各个方波响应之间的衰减和相位差，根据式（3) 可得冲激扰动引发的交流联络线的波动方程：
其中，H(t)为冲激扰动引发的交流联络线的波动函数，APniaxS冲激扰动的最大功率 值，为A T冲激扰动的等效冲激时间； (4-2)根据冲激扰动引发的交流联络线的波动方程，冲激扰动引发的交流联络线功率 波动最大值和取得功率波动最大值的时间分别表示为：
其中，Hmax为冲激扰动引发的交流联络线功率波动最大值，tp为冲激扰动引发的交流联 络线取得功率波动最大值的时间。
7.根据权利要求1所述的冲激扰动引发的交流联络线功率波动的评估分析方法，其特 征在于：所述步骤5中，根据得到的冲激扰动引发的交流联络线功率波动最大值和取得功 率波动最大值的时间评估冲激扰动对交流联络线的影响，冲激扰动引发的交流联络线功率 波动最大值越大，冲激扰动对交流联络线的影响越大。
【文档编号】G01R31/00GK104330671SQ201410641616
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】王晶, 董昱, 胡超凡, 葛睿, 夏翔, 江木, 吕颖 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院