專利名稱：一種用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種用于電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法。
背景技術(shù)：
暫態(tài)穩(wěn)定是電カ系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要內(nèi)容。電網(wǎng)運(yùn)行部門需要對預(yù)想的運(yùn)行方式進(jìn)行大量的暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，以保證電網(wǎng)在預(yù)想故障下能夠保持暫態(tài)穩(wěn)定。在暫態(tài)穩(wěn)定分析中，臨界機(jī)群的識別對于穩(wěn)定控制具有重要意義。某一故障下的臨界機(jī)群是對該故障下系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響最大的發(fā)電機(jī)。如果該故障下系統(tǒng)是暫態(tài)不穩(wěn)定的，最優(yōu)的控制策略是減少臨界機(jī)群的機(jī)械功率，同時(shí)相應(yīng)増加其他機(jī)組的的機(jī)械功率。如果系統(tǒng)是暫態(tài)穩(wěn)定的，增加臨界機(jī)群的機(jī)械功率同時(shí)減少其他機(jī)組的機(jī)械功率則是最危險(xiǎn)的調(diào)整方式。 常規(guī)的臨界機(jī)群識別方法主要通過故障軌跡進(jìn)行判斷，系統(tǒng)失穩(wěn)時(shí)失去同步的發(fā)電機(jī)群即被視為臨界機(jī)群。但該方法缺乏嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)，有可能出現(xiàn)誤判，不能找出真正的對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響最大的機(jī)組。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供ー種用于電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法，以提高臨界機(jī)群的識別準(zhǔn)確度。( ニ )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供ー種用于電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法，其包括步驟A :利用時(shí)域仿真求取故障的臨界清除時(shí)間，根據(jù)所述臨界清除時(shí)間仿真得到電カ系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定軌跡和臨界不穩(wěn)定軌跡；B :根據(jù)所述臨界穩(wěn)定軌跡和所述臨界不穩(wěn)定軌跡確定主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，得到各發(fā)電機(jī)在所述主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角；C :根據(jù)故障的實(shí)際清除時(shí)間仿真得到故障軌跡，根據(jù)所述故障軌跡和各發(fā)電機(jī)在所述主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角，計(jì)算能量裕度對各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度；D :將所述靈敏度的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值的發(fā)電機(jī)中預(yù)定數(shù)量的發(fā)電機(jī)識別為臨界機(jī)群。優(yōu)選地，所述步驟C中能量裕度對各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度的計(jì)算公式如
:一4人) 々パ▲其中，Sg, i表示能量裕度對發(fā)電機(jī)i的機(jī)械功率的靈敏度；S Cl, i表示在慣性中心坐標(biāo)下發(fā)電機(jī)i在故障清除時(shí)刻的功角；S胃,，表示在慣性中心坐標(biāo)下發(fā)電機(jī)i在所述主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角；i表示在慣性中心坐標(biāo)下發(fā)電機(jī)i在故障清除時(shí)刻的轉(zhuǎn)速；tcl表示從故障開始到故障清除的時(shí)間眞表示發(fā)電機(jī)i的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Pm, i表示發(fā)電機(jī)i的機(jī)械功率表示發(fā)電機(jī)i在故障清除后瞬間的電磁功率。優(yōu)選地,所述步驟A具體包括步驟Al :設(shè)定不同的故障清除時(shí)間進(jìn)行仿真，直到確定前后兩個(gè)故障清除時(shí)間、和t2滿足4小于t2，時(shí)刻所述電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定，t2時(shí)刻所述電カ系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定，而且h與t2的時(shí)間間隔小于預(yù)定誤差e ；A2 :確定故障的臨界清除時(shí)間屬于區(qū)間時(shí)刻進(jìn)行仿真得到所述電カ系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定軌跡，從t2時(shí)刻進(jìn)行仿真得到所述電カ系統(tǒng)的臨界不穩(wěn)定軌跡。優(yōu)選地，所述預(yù)定誤差e為0.01秒。
優(yōu)選地,所述步驟B具體包括步驟BI :從、時(shí)刻開始沿著所述臨界穩(wěn)定軌跡向前捜索得到所述電カ系統(tǒng)動(dòng)能的首個(gè)極小值點(diǎn)，記作穩(wěn)定極小值；B2 :從七2時(shí)刻開始沿著所述臨界不穩(wěn)定軌跡向前捜索得到所述電カ系統(tǒng)動(dòng)能的首個(gè)極小值點(diǎn)，記作不穩(wěn)定極小值；B3:以所述穩(wěn)定極小值和所述不穩(wěn)定極小值的平均值作為主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，進(jìn)而得到各發(fā)電機(jī)在所述主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角。優(yōu)選地，所述電カ系統(tǒng)動(dòng)能的計(jì)算公式如下
nS I
Z ニIム其中，E表示所述電カ系統(tǒng)動(dòng)能；ng表示發(fā)電機(jī)母線數(shù)；Co ,表示發(fā)電機(jī)i的轉(zhuǎn)速。(三)有益效果本發(fā)明的用于電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法，基于能量裕度對各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度識別臨界機(jī)群，提高了識別準(zhǔn)確度，減少了誤判的情況。所述方法提高了電網(wǎng)的分析技術(shù)水平，利用所述靈敏度信息，電網(wǎng)運(yùn)行人員可以準(zhǔn)確掌握不同機(jī)組對暫態(tài)穩(wěn)定性的影響，了解最危險(xiǎn)的發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的變化方式；所述方法還提高電網(wǎng)的控制技術(shù)水平，當(dāng)電網(wǎng)在某個(gè)故障下暫態(tài)不穩(wěn)定或穩(wěn)定裕度很小時(shí)，運(yùn)行人員可以基于所述靈敏度識別出的臨界機(jī)群采取最有效的控制措施，減少臨界機(jī)群的機(jī)械功率，同時(shí)相應(yīng)增加剰余機(jī)群的機(jī)械功率，能夠以最小的調(diào)整量提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例所述用于電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明所述用于電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法，利用能量裕度作為系統(tǒng)穩(wěn)定性的量化指標(biāo)，則能量裕度對發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度就可以定量的描述發(fā)電機(jī)對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。能量裕度記為Wm，Wm > O時(shí)所述電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定，Wm < O時(shí)所述電カ系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定，Wni = O時(shí)是臨界穩(wěn)定的情況。Wni越大，暫態(tài)穩(wěn)定性越好。Wni對發(fā)電機(jī)i的機(jī)械功率Pm, i的靈敏度記為
權(quán)利要求
1.一種用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法，其特征在于，包括步驟 A :利用時(shí)域仿真求取故障的臨界清除時(shí)間，根據(jù)所述臨界清除時(shí)間仿真得到電力系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定軌跡和臨界不穩(wěn)定軌跡； B :根據(jù)所述臨界穩(wěn)定軌跡和所述臨界不穩(wěn)定軌跡確定主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，得到各發(fā)電機(jī)在所述主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角； C :根據(jù)故障的實(shí)際清除時(shí)間仿真得到故障軌跡，根據(jù)所述故障軌跡和各發(fā)電機(jī)在所述主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角，計(jì)算能量裕度對各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度； D :將所述靈敏度的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值的發(fā)電機(jī)中預(yù)定數(shù)量的發(fā)電機(jī)識別為臨界機(jī)群。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟C中能量裕度對各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度的計(jì)算公式如下
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟A具體包括步驟 Al :設(shè)定不同的故障清除時(shí)間進(jìn)行仿真，直到確定前后兩個(gè)故障清除時(shí)間tjPt2滿足tj小于t2，時(shí)刻所述電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定，t2時(shí)刻所述電力系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定,而且h與t2的時(shí)間間隔小于預(yù)定誤差e ; A2 :確定故障的臨界清除時(shí)間屬于區(qū)間Ltpt2LWt1時(shí)刻進(jìn)行仿真得到所述電力系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定軌跡，從t2時(shí)刻進(jìn)行仿真得到所述電力系統(tǒng)的臨界不穩(wěn)定軌跡。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定誤差e為0.01秒。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括步驟 BI :從&時(shí)刻開始沿著所述臨界穩(wěn)定軌跡向前搜索得到所述電力系統(tǒng)動(dòng)能的首個(gè)極小值點(diǎn)，記作穩(wěn)定極小值； B2 :從12時(shí)刻開始沿著所述臨界不穩(wěn)定軌跡向前搜索得到所述電力系統(tǒng)動(dòng)能的首個(gè)極小值點(diǎn)，記作不穩(wěn)定極小值； B3 :以所述穩(wěn)定極小值和所述不穩(wěn)定極小值的平均值作為主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，進(jìn)而得到各發(fā)電機(jī)在所述主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述電力系統(tǒng)動(dòng)能的計(jì)算公式如下
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法，包括步驟利用時(shí)域仿真求取故障的臨界清除時(shí)間，根據(jù)臨界清除時(shí)間仿真得到電力系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定軌跡和臨界不穩(wěn)定軌跡；根據(jù)臨界穩(wěn)定軌跡和臨界不穩(wěn)定軌跡確定主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，得到各發(fā)電機(jī)在主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角；根據(jù)故障的實(shí)際清除時(shí)間仿真得到故障軌跡，根據(jù)故障軌跡和各發(fā)電機(jī)在主導(dǎo)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的功角，計(jì)算能量裕度對各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度；將靈敏度的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值的發(fā)電機(jī)中預(yù)定數(shù)量的發(fā)電機(jī)識別為臨界機(jī)群。所述用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的臨界機(jī)群識別方法，基于能量裕度對各發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率的靈敏度識別臨界機(jī)群，提高了識別準(zhǔn)確度，減少了誤判的情況。
文檔編號H02J3/00GK102723710SQ20121012793
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者侯凱元, 劉家慶, 劉永奇, 吳遠(yuǎn)志, 夏德明, 岳涵, 張毅威, 徐興偉, 李澤宇, 王克非, 賈偉, 邵廣惠, 陳磊, 馬新 申請人:東北電網(wǎng)有限公司, 清華大學(xué)