一種電力系統(tǒng)動態(tài)等值方法
【專利摘要】一種電力系統(tǒng)動態(tài)等值方法，本發(fā)明步驟為，將電力系統(tǒng)劃定為內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，在內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)間設置過渡系統(tǒng)，內(nèi)部系統(tǒng)和過渡系統(tǒng)一起組成研究系統(tǒng)，即不被等值原樣保留的系統(tǒng)；研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相交于邊界節(jié)點；確定邊界節(jié)點：在內(nèi)部系統(tǒng)設置短路點，從內(nèi)部系統(tǒng)外聯(lián)支路開始考察短路電流是否衰減；若衰減，則繼續(xù)考察相臨的外部支路，直至被考察支路短路電流不衰減，該支路端點即為外部系統(tǒng)邊界節(jié)點；從內(nèi)部系統(tǒng)邊界節(jié)點到外部系統(tǒng)邊界節(jié)點間是過渡系統(tǒng)；等等。本發(fā)明的適用于研究系統(tǒng)容量與外部系統(tǒng)容量相比較小時的電力系統(tǒng)暫態(tài)過程分析，可處理研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)多聯(lián)絡線相連的情況。
【專利說明】一種電力系統(tǒng)動態(tài)等值方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于一種電力系統(tǒng)動態(tài)等值方法【技術領域】。
【背景技術】
[0002]電力系統(tǒng)從十九世紀末發(fā)展至今，各地(甚至各國)的電力系統(tǒng)逐漸互聯(lián)，使單個有電氣聯(lián)系的電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，已形成人類歷史上覆蓋范圍最廣、規(guī)模最大的人造系統(tǒng)。這種電力系統(tǒng)間的互聯(lián)，增加了電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性，但同時也增加了電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的計算量和難度。由于計算機數(shù)字計算技術的限制，有些類型的電力系統(tǒng)數(shù)字仿真，如電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程仿真至今還不能計算規(guī)模較大的系統(tǒng)，這樣就只能將龐大的電力系統(tǒng)分成兩部分，一部分為需詳細研究的系統(tǒng)，簡稱為研究系統(tǒng)；另一部分為不需詳細研究的系統(tǒng)，簡稱為外部系統(tǒng)。然后將外部系統(tǒng)用較簡單的數(shù)學模型等效，等效的外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)組成一個完整的系統(tǒng)，以適應根據(jù)不同研究問題的特點所選用的分析工具(如，電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析軟件EMTP)的可計算網(wǎng)絡規(guī)模。
[0003]對外部電力系統(tǒng)進行動態(tài)等值的方法有很多，主要可分為同調(diào)等值法、模態(tài)等值法和辨識等值法三個系列，各有優(yōu)缺點，沒有一種等值法可以適應所有待研究的問題。本發(fā)明提出的動態(tài)等值法假設研究系統(tǒng)在受到大擾動后，外部系統(tǒng)中的各臺發(fā)電機轉(zhuǎn)速沒有明顯變化，仍能保持大擾動前系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時的轉(zhuǎn)速，適用于和外部系統(tǒng)容量相比研究系統(tǒng)容量較小時的電力系統(tǒng)暫態(tài)過程分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種電力系統(tǒng)動態(tài)等值方法，能處理當研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)有多條聯(lián)絡線的情況。該方法假設研究系統(tǒng)在受到大擾動后，外部系統(tǒng)中的各臺發(fā)電機轉(zhuǎn)速沒有明顯變化，仍能保持大擾動前系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時的同步轉(zhuǎn)速。根據(jù)電力系統(tǒng)擾動后暫態(tài)過程的物理規(guī)律，當研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)容量相差懸殊時，容量較小的研究系統(tǒng)中的擾動很難引起容量很大的外部系統(tǒng)中發(fā)電機的轉(zhuǎn)速變化，所以當與外部系統(tǒng)容量相比研究系統(tǒng)容量較小時本方法所用假設是成立的。而研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相比容量較小，符合絕大部分需進行外部系統(tǒng)等值研究案例的實際情況。
[0005]一種電力系統(tǒng)動態(tài)等值方法，本發(fā)明步驟為，
[0006](I)將電力系統(tǒng)劃定為內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng),在內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)間設置過渡系統(tǒng)，內(nèi)部系統(tǒng)和過渡系統(tǒng)一起組成研究系統(tǒng)，即不被等值原樣保留的系統(tǒng)；研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相交于邊界節(jié)點；
[0007](2)確定邊界節(jié)點:在內(nèi)部系統(tǒng)設置短路點，從內(nèi)部系統(tǒng)外聯(lián)支路開始考察短路電流是否衰減；若衰減，則繼續(xù)考察相臨的外部支路，直至被考察支路短路電流不衰減，該支路端點即為外部系統(tǒng)邊界節(jié)點；從內(nèi)部系統(tǒng)邊界節(jié)點到外部系統(tǒng)邊界節(jié)點間是過渡系統(tǒng)；
[0008](3)在原系統(tǒng)模型上，對于每個邊界節(jié)點，在研究系統(tǒng)內(nèi)較靠近外部系統(tǒng)的兩個節(jié)點分別設置三相短路，記錄每個節(jié)點分別短路時邊界節(jié)點的電壓相量，即模與相位，相位的參考節(jié)點為短路前潮流的平衡節(jié)點和由外部系統(tǒng)注入該邊界節(jié)點的有功功率、無功功率；
[0009](4)外部系統(tǒng)中既有向內(nèi)部系統(tǒng)提供功率的電源也有從內(nèi)部系統(tǒng)獲取電能的負荷，將外部系統(tǒng)等值為發(fā)電機與負荷的集合:發(fā)電機等值采用電流源J與導納Ge+jBe并聯(lián)的方式，采用電流源模型的原因是在解方程時只需要求解線性方程，簡化計算；負荷等值采用導納GJjB^的恒阻抗模型；發(fā)電機等值電流源/、導納GfjBe與負荷等值GJjB^為并聯(lián)關
系，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值(參見發(fā)明專利申請書附圖1)；
[0010]由于外部系統(tǒng)等值模型中發(fā)電機內(nèi)阻抗等值導納Ge+jBe與負荷等值導納GJjB^為并聯(lián)關系，利用并聯(lián)關系將其合并用導納G+jB表示，此時即可在每個邊界節(jié)點將外部系統(tǒng)相應部分等值為導納與電流源的并聯(lián)，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值(參加發(fā)明專利申請書附圖2);由此得到如下方程，如式(I)所示:
[0011]
【權利要求】
1.一種電力系統(tǒng)動態(tài)等值方法，其特征在于，步驟為， (1)將電力系統(tǒng)劃定為內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，在內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)間設置過渡系統(tǒng)，內(nèi)部系統(tǒng)和過渡系統(tǒng)一起組成研究系統(tǒng)，即不被等值原樣保留的系統(tǒng)；研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相交于邊界節(jié)點； (2)確定邊界節(jié)點:在內(nèi)部系統(tǒng)設置短路點，從內(nèi)部系統(tǒng)外聯(lián)支路開始考察短路電流是否衰減；若衰減，則繼續(xù)考察相臨的外部支路，直至被考察支路短路電流不衰減，該支路端點即為外部系統(tǒng)邊界節(jié)點；從內(nèi)部系統(tǒng)邊界節(jié)點到外部系統(tǒng)邊界節(jié)點間是過渡系統(tǒng)； (3)在原系統(tǒng)模型上，對于每個邊界節(jié)點，在研究系統(tǒng)內(nèi)較靠近外部系統(tǒng)的兩個節(jié)點分別設置三相短路，記錄每個節(jié)點分別短路時邊界節(jié)點的電壓相量，即模與相位，相位的參考節(jié)點為短路前潮流的平衡節(jié)點和由外部系統(tǒng)注入該邊界節(jié)點的有功功率、無功功率； (4)外部系統(tǒng)中既有向內(nèi)部系統(tǒng)提供功率的電源也有從內(nèi)部系統(tǒng)獲取電能的負荷，將外部系統(tǒng)等值為發(fā)電機與負荷的集合:發(fā)電機等值采用電流源/與導納&+」8(；并聯(lián)的方式，采用電流源模型的原因是在解方程時只需要求解線性方程，簡化計算；負荷等值采用導納GJjB^的恒阻抗模型；發(fā)電機等值電流源J、導納Ge+jBe與負荷等值GJjB^為并聯(lián)關系，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值； 由于外部系統(tǒng)等值模型中發(fā)電機內(nèi)阻抗等值導納化+」8(；與負荷等值導納GJjB^為并聯(lián)關系，利用并聯(lián)關系將其合并用導納G+jB表示，此時即可在每個邊界節(jié)點將外部系統(tǒng)相應部分等值為導納與電流源的并聯(lián)，外部系統(tǒng)與內(nèi)部系統(tǒng)間的功率交換用P+jQ等值；由此得到如下方程，如式(I)所示:
【文檔編號】G06F19/00GK103955594SQ201410006536
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日:2014年1月7日
【發(fā)明者】金發(fā)舉, 曹煒, 杜洋, 李萬信 申請人:云南電網(wǎng)公司西雙版納供電局, 上海電力學院