一种基于次同步振荡分析的确定机组作用系数的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于发电机组故障分析技术领域，尤其是一种基于次同步振荡分析的确定 机组作用系数的方法。
【背景技术】
[0002] 在含有直流输电的电网中，当火电机组与直流输电整流站距离较近时可能产生次 同步振荡现象，对于其产生机理，电工界普遍认为，由于直流输电的快速控制，可能会使与 机组轴系次同步扭振频率互补的次同步频率振荡在电网中为负阻尼特征，因此可能使机组 轴系的次同步扭振出现不稳定现象。对于直流输电引起的次同步振荡问题，目前主要的分 析方法包括机组作用系数法，是IEC919-3标准提供的一种定量的筛选工具，机组作用系数 法所需要的原始数据很少，不需要考虑直流输电控制系统的特性和发电机组的轴系参数。 采用系统短路水平对HVDC(high-voltagedirectcurrent，高压直流输电）系统和电网親 合的强弱进行评估，从而反映电力系统固有的阻尼能力。因此对于直流输电系统，机组作用 系数法是一种简单、有效的次同步振荡定量筛选方法，在直流输电的规划和设计中有着重 要作用。
[0003] 机组作用系数法反映了机组与单回直流间的耦合作用，但在实际的电网中，尤其 是大规模的能源基地，往往采用多回直流送出方案，多回直流间电气距离近，发电机组与多 回直流间均存在耦合作用，各条直流的电气负阻尼作用均回对机组轴系扭振产生影响。如 果不考虑多回直流相互作用，仅依据机组与单回直流间的作用系数进行评估，则难以有效 反映机组的次同步振荡风险。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是提供一种基于次同步振荡分析的确定机组作用系数的方法， 以解决现有技术中的对于采用多回直流送出方案中次同步振荡风险无法检测或检测结果 可靠性低的问题。
[0005] 在一些说明性实施例中，所述基于次同步振荡分析的确定机组作用系数的方法， 用于多直流送端系统，包括：将各条直流对第i个发电机组的作用系数中最大值对应的直 流k的换流母线电压降低1 % ;获取其它直流换流母线的电压的变化率，并根据该变化率确 定多直流相互作用因子；根据多直流相互作用因子，确定多条直流等效为一条直流k的等 值容量；以得到的所述等值容量计算出所述各条直流对第i个发电机组的综合作用系数； 其中，1 <i<m，1 <k<n，m和n分别为发电机组的序号和直流的序号。
[0006] 与现有技术相比，本发明的说明性实施例包括以下优点：
[0007] 本发明通过对多直流送端系统中的直流相互之间的影响进行分析，并采用多直流 相互作用因子进一步将多条直流等效为一条直流确定等效容量，再通过单回直流机组作用 系数法获得多条直流换流母线对发电机组的作用系数，可靠性强，并且实际过程中采用该 方法，大大降低了次同步振荡的风险。
【附图说明】
[0008] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0009] 图1是按照本发明的说明性实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0010] 在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本发明的透彻理解。但是， 本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详 细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。
[0011] 为了更好的理解本发明中的说明性实施例，下面对本发明说明性实施例中的主要 思想进行简单说明。
[0012] 本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种基于降阶雅克比矩阵的MIIF 改进计算方法，其特点是无须改变系统现有运行工况，可以直接通过系统潮流分布计算出 MIIF，在本质上对MIIF进行了解释，并具有较高的准确性。与基于节点阻抗矩阵计算MIIF 的方法相比，该方法弥补了在系统设备有功无功特性改变时无法准确计算出MIIF的缺陷。 同时该方法在原有的基于降阶雅克比矩阵的计算方法上做出改进，进一步提高了计算的效 率与准确性。
[0013] 如图1所示，公开了一种基于次同步振荡分析的确定机组作用系数的方法，用于 多直流送端系统，包括：
[0014] S11、将各条直流对第i个发电机组的作用系数中最大值对应的直流k的换流母线 电压降低1% ;
[0015] S12、获取其它直流换流母线的电压的变化率，并根据该变化率确定多直流相互作 用因子；
[0016] S13、根据多直流相互作用因子，确定多条直流等效为一条直流k的等值容量；
[0017] S14、以得到的所述等值容量计算出所述各条直流对第i个发电机组的综合作用 系数；
[0018] 其中，1彡i彡m，l彡k彡n，m和n分别为发电机组的序号和直流的序号。
[0019] 本发明通过对多直流送端系统中的直流相互之间的影响进行分析，并采用多直流 相互作用因子进一步将多条直流等效为一条直流确定等效容量，再通过单回直流机组作用 系数法获得多条直流换流母线对发电机组的作用系数，可靠性强，并且实际过程中采用该 方法，大大降低了次同步振荡的风险。
[0020] 在一些说明性实施例中，所述根据多直流相互作用因子，确定多条直流等效为一 条直流k的等值容量，具体包括：
[0021] 按照如下公式计算出所述等值直流容量seq:
【主权项】
1. 一种基于次同步振荡分析的确定机组作用系数的方法，其特征在于，用于多直流送 端系统，包括： 将各条直流对第i个发电机组的作用系数中最大值对应的直流k的换流母线电压降低 1%; 获取其它直流换流母线的电压的变化率，并根据该变化率确定多直流相互作用因子； 根据多直流相互作用因子，确定多条直流等效为一条直流k的等值容量； 以得到的所述等值容量计算出所述各条直流对第i个发电机组的综合作用系数； 其中，1 <i<m，1 <k<n，m和n分别为发电机组的序号和直流的序号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多直流相互作用因子，确定多条 直流等效为一条直流k的等值容量，具体包括： 按照如下公式计算出所述等值直流容量Seq:
其中，Pdtrai为所述多条直流换流母线的等值功率，Pdk为直流换流母线k的额定功率，PdJ为直流换流母线j的额定功率，1彡j彡n且j辛k，MIIFjk为所述多直流相互作用因子。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以得到的所述等值容量计算出所述 各条直流对第i个发电机组的综合作用系数，具体包括： 按照如下公式计算出所述各条直流对所述第i个发电机组的综合作用系数WF/ :
其中，Si为第i个发电机组的额定容量，SCi为不计算第i个发电机组的贡献及交流滤 波器的作用的直流输电系统整流站交流母线上的三相短路容量，SCTOTS计算第i个发电机 组的贡献且不计算交流滤波器的作用的直流输电系统整流站交流母线上的三相短路容量。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在所述将各条直流对第i个发电 机组的作用系数中最大值对应的直流k的换流母线电压降低1 %之前，还包括： 计算出第j条直流对于所述第i个机组的作用系数； 对获得的多个所述作用系数进行比较，确定数值最大的作用系数以及与该作用系数对 应的直流k。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算出第j条直流对于所述第i个机 组的作用系数，具体包括： 按照单回直流机组作用系数公式进行计算：
其中，UIFu为第j条直流对第i个发电机组的作用系数，S_aj为第j条直流的换流 母线的额定容量。
6. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取其它直流换流母线的 电压的变化率，并根据该变化率确定多直流相互作用因子，具体包括： 按照如下公式确定所述多直流相互作用因子MIIFjk;
其中，MIIFA为直流换流母线j的电压变化率A\_与直流换流母线k的电压变化AUk 的比值。
【专利摘要】一种基于次同步振荡分析的确定机组作用系数的方法，用于多直流送端系统，包括：将各条直流对第i个发电机组的作用系数中最大值对应的直流k的换流母线电压降低1％；获取其它直流换流母线的电压的变化率，并根据该变化率确定多直流相互作用因子；根据多直流相互作用因子，确定多条直流等效为一条直流k的等值容量；以得到的所述等值容量计算出所述各条直流对第i个发电机组的综合作用系数。采用多直流相互作用因子将多条直流等效为一条，再通过单回直流机组作用系数法获得多条直流对发电机组的综合作用系数，可靠性强，提升了多直流系统次同步振荡风险的分析水平。
【IPC分类】H02J1-10
【公开号】CN104578044
【申请号】CN201510018100
【发明人】张爽, 黄永宁, 田蓓, 赵晓东, 周佩朋, 宋瑞华, 杜宁, 班连庚, 项祖涛, 韩亚楠
【申请人】国网宁夏电力公司电力科学研究院, 中国电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月14日