CN104573318B - 次同步谐振实际系统建模边界识别方法 - Google Patents
次同步谐振实际系统建模边界识别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104573318B CN104573318B CN201410719711.4A CN201410719711A CN104573318B CN 104573318 B CN104573318 B CN 104573318B CN 201410719711 A CN201410719711 A CN 201410719711A CN 104573318 B CN104573318 B CN 104573318B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- msub
- mfrac
- force device
- real system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种次同步谐振实际系统建模边界识别方法，包括以下步骤：在系统研究机组节点分别向系统节点电压方程注入一定频率范围的单位电流，其它系统节点的注入电流为0，通过计算驱动点阻抗搜索系统驱动点阻抗的自然谐振频率及该频率下的驱动点等值电阻值。然后分别计算各电力原件灵敏度因子I1和I2；并将系统中的各电力元件分为三类，并将第一类电力元件组成的研究区域向外部扩展1个节点，确定实际系统的次同步谐振建模区域及建模边界；通过定义的电力原件的次同步谐振频率灵敏度因子和电力原件的阻抗灵敏度因子，确定具体的实际系统次同步谐振边界，提高了识别次同步谐振边界准确性以及建模的效率。
Description
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种次同步谐振实际系统建模边界识别方法。
背景技术
远距离交流串联补偿输电工程已经大量投运，使次同步振荡成为威胁我国电网安全的重要因素之一。如伊敏、绥中、上都、宝日希勒、盘南、锦界、托克托、神木、府谷以及阳城等众多大型火电厂都通过串联补偿输电线路接入系统，均存在较严重的次同步振荡威胁。
面对复杂的大规模电力系统，建立全系统详细电磁暂态模型进行实际工程研究，无疑是理论上最为精确的方法。但是，大规模的电磁暂态仿真不仅在时间消耗上难以忍受，而且小步长的迭代误差积累也会使仿真结果失去参考价值。
与低频振荡不同，次同步谐振仅在部分电力系统中传播，次同步谐振动态并不涉及全部电力系统电磁暂态模型，允许在合适范围内获得满足工程精度需要的电磁暂态模型。在合理范围之外的电网区域对次同步振荡的影响可以忽略，为寻找合理的实际系统建模边界提供了可行性依据。
据已有的参考文献《comparison of SSR Calculation and Test Results》和《一种适用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法》均是通过逐步扩展建模规模，通过比较不同规模的频率阻抗曲线间的误差来确定实际系统的建模边界。通过逐步扩展规模建模寻找次同步谐振实际系统建模边界不仅使建模的效率下降，而且每次究竟扩展多大的建模规模也没有具体的做法以及计算指标，一般根据资深工程师的经验判断具体的扩展规模，这将会造成选取实际系统次同步谐振建模边界不准确。
传统的电压源模型是在同步频率条件下，将外部网络等值为等值阻抗形式，此等值阻抗只能保证在同步频率条件下实际系统的阻抗与等值后的阻抗值相等，在其它频率条件下，等值后的阻抗值与原等值部分网络的阻抗值不相等。若等值部分网络中的电力元件参与实际系统的次同步谐振作用较强，会严重影响次同步谐振分析结果，选取的实际系统次同步谐振建模边界不合理。
目前，还没有一种指标可以直接计算出实际系统中每个电力元件对实际系统次同步谐振作用的强弱，也没有一种直接的方法可以一次性判断出实际系统次同步谐振建模边界。
发明内容
为了克服现有技术不能直接计算出实际系统中每个电力元件对实际系统次同步谐振作用的强弱以及不能直接一次性判断出实际系统次同步谐振建模边界的不足。本发明指出了一种次同步谐振实际系统建模边界识别方法，通过定义的电力元件的次同步谐振频率灵敏度因子和电力元件的阻抗灵敏度因子，确定具体的实际系统次同步谐振边界，提高了识别次同步谐振边界准确性以及建模的效率。
本发明通过以下技术方案实现，包括以下步骤：
步骤1：在系统研究机组节点分别向系统节点电压方程注入频率区间为[0,120]Hz，间隔为0.0001Hz的单位电流，其它系统节点的注入电流为0，计算研究机组节点处的驱动点阻抗：Z(ω)＝R(ω)+jX(ω)＝U，其中：ω＝2πf为角频率；Z(ω)表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值阻抗；X(ω)为驱动点等值电抗值，表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值电抗；R(ω)为驱动点等值电阻值，表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值电阻。搜索X(ω)的值等于0时对应的注入电流频率及驱动点等值电阻值，此频率即为系统驱动点阻抗的次同步自然谐振频率ωr。
所述的节点电压方程是：其中表示系统的导纳矩阵；表示系统的节点电压向量；表示注入节点的频率电流向量。通常写成：
其中下标n为实际系统的节点标号。
步骤2：当在研究机组节点向系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0，研究机组节点处的驱动点阻抗可表示为：Zr.i(ωr,a0)＝Rr.i(ωr,a0)+jXr.i(ωr,a0)＝Ur.i，其中：Zr.i(ωr,a0)表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值阻抗；Xr.i(ωr,a0)为驱动点等值电抗值，表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值电抗，其值为0；Rr.i(ωr,a0)为驱动点等值电阻值，表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值电阻；Ur.i为系统研究机组节点的节点电压值；a0为类似输电线路电阻、电抗的电力元件参数。
步骤3：计算灵敏因子灵敏度因子
其中I1表示电力元件对次同步自然谐振频率的灵敏度因子；代表实际系统第i个电力元件参与形成实际系统驱动点阻抗的自然谐振频率ωr的程度。
进一步，所述的计算方法如下：
其中：Xr.i.X(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件的电抗参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电抗值；Xr.i.R(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件的电阻参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电抗值；Δa的具体值人为设定，一般取值很小；Xr.i(ωr+Δω,a0)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr+Δω的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，计算得到的研究机组节点处驱动点处等值电抗值；Δω的具体值人为设定，一般取值很小。
步骤4：计算灵敏度因子
其中I2表示电力元件对自然谐振频率处的驱动点等值电阻的灵敏度因子；代表实际系统第i个电力元件参与形成自然谐振频率处驱动点等值电阻Rr.i(ωr,a0)的程度。
进一步，所述的计算方法如下：
其中：Rr.i.X(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件电抗参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Rr.i.R(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件电阻参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Δa的具体值人为设定，一般取值很小；Rr.i(ωr+Δω,a0)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr+Δω的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Δω的具体值人为设定，一般取值很小。
步骤5：依据系统各电力元件的灵敏度因子I1、I2值，将系统中的各电力元件分为三类。其中具有相对较大灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第一类电力元件，主要构成系统的研究区域；具有相对较小灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第二类电力元件，主要构成系统等值阻抗；具有非常小灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第三类电力元件，也构成实际系统的等值阻抗，但可以根据等值解耦环网的需要适当忽略。
进一步，所述的第一类电力元件参与实际系统次同步谐振作用最强；第二类电力元件参与实际系统次同步谐振作用较弱；第三类电力元件参与实际系统次同步谐振作用最弱。
步骤6：将第一类电力元件组成的研究区域向外部扩展1个节点，确定实际系统的次同步谐振建模区域及建模边界。
步骤7：依据系统外部网络的实际情况确定具体需要忽略第三类电力元件，将外部网络解耦为几个区域，在次同步谐振建模边界点处将这几个区域等值为电压源模型，并保留次同步谐振建模区域内的所有负荷模型，形成最终的次同步谐振研究用模型。
进一步，所述的依据实际系统外部网络的实际情况确定具体需要忽略第三类电力元件是：根据实际系统外部网络的具体耦合情况，选取忽略部分第三类电力元件对外部电力网络去耦合，使实际系统外部网络便于在边界点处等值为电压源模型。
进一步，所述的实际系统外部网络是指实际系统建模区域以外的网络。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.提出了两个敏感因子：电力元件对次同步谐振频率灵敏度因子和电力元件对谐振频率处等值电阻灵敏度因子，通过两个灵敏度因子可以直接计算出实际系统中每个电力元件对实际系统次同步谐振作用的强弱。
2.通过各电力元件的两个灵敏度因子值，可以直接一次性确定出实际系统次同步谐振建模边界。提高识别次同步谐振边界的准确性以及建模的效率。
3.据实际系统外部网络的具体耦合情况，选取忽略部分第三类电力元件，有效的解决了外部电力网络因相互耦合，而无法等值为电压源模型问题。
附图说明
图1是实施例的初步建模模型范围示意图，封闭虚线圈出的为实际系统不同电压源模型的具体等值区域，虚线线路为需要忽略的第三类电力元件；
图2是实施例的次同步谐振最终建模模型。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进一步描述:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例应用改进的新西兰IEEE10机组39节点系统模型进行次同步谐振建模，在41节点处连接两台并联的IEEE第一基准模型发电机组，其中40到41节点间传输线路阻抗参数为0.00112+j0.03856pu，40和39节点间的阻抗为0.02079pu。重点研究41节点处连接的两台发电机组的SSR问题，建模方法步骤如下：
步骤1：在系统研究机组节点分别向系统节点电压方程注入频率区间为[0,120]Hz，间隔为0.0001Hz的单位电流，其它系统节点的注入电流为0，计算研究机组节点处的驱动点阻抗：Z(ω)＝R(ω)+jX(ω)＝U，其中：ω＝2πf为角频率；Z(ω)表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值阻抗；X(ω)为驱动点等值电抗值，表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值电抗；R(ω)为驱动点等值电阻值，表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值电阻。搜索X(ω)的值等于0时对应的注入电流频率及驱动点等值电阻值，此频率即为系统驱动点阻抗的次同步自然谐振频率ωr。
所述的节点电压方程是：其中表示系统的导纳矩阵；表示系统的节点电压向量；表示注入节点的频率电流向量。通常写成：
其中下标n为实际系统的节点标号。
本实施例的注入单位电流节点是41节点，其它节点的注入电流为0，将形成的电流向量代入节点电压方程是：读取41节点的电压值并写成复数形式，搜索X(ω)的值等于0的情况，此时对应的系统自然谐振频率为ωr＝29.6305Hz。
步骤2：当在研究机组节点向系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0，研究机组节点处的驱动点阻抗可表示为：Zr.i(ωr,a0)＝Rr.i(ωr,a0)+jXr.i(ωr,a0)＝Ur.i，其中：Zr.i(ωr,a0)表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值阻抗；Xr.i(ωr,a0)为驱动点等值电抗值，表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值电抗，其值为0；Rr.i(ωr,a0)为驱动点等值电阻值，表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值电阻；Ur.i为系统研究机组节点的节点电压值；a0为类似输电线路电阻、电抗的电力元件参数。
本实施例是当41节点注入频率为ωr＝29.6305Hz的单位电流，其它系统节点注入的电流为0，读取41节点的电压值，得到驱动点等值电阻值Rr.i(ωr,a0)。
步骤3：计算灵敏因子灵敏度因子
其中I1表示电力元件对的次同步自然谐振频率的灵敏度因子；代表实际系统第i个电力元件参与形成实际系统驱动点阻抗的自然谐振频率ωr的程度。
所述的计算方法如下：
其中：Xr.i.X(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件的电抗参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电抗值；Xr.i.R(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件的电阻参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电抗值；Δa的具体值人为设定，一般取值很小；Xr.i(ωr+Δω,a0)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr+Δω的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，计算得到的研究机组节点处驱动点处等值电抗值；Δω的具体值人为设定，一般取值很小。
本实施例中取Δa的值为0.000002，在系统41节点注入频率为29.6305hz的单位电流，其它节点注入的电流为0，分别将系统中的每个电力元件的电抗或电阻参数加Δa，并读取41节点的电压值，得到每个电力元件对应Xr.i.X(ωr,a0+Δa)，Xr.i.R(ωr,a0+Δa)值；Δω的值为-0.000005，在41节点注入频率为29.630495hz的单位电流,并读取41节点的电压值得到Xr.i(ωr+Δω,a0)，然后结合步骤2中得到的Xr.i(ωr,a0)值，计算出每个电力元件对系统次同步谐振频率的灵敏度因子I1。
步骤4：计算灵敏度因子
其中I2表示电力元件对自然谐振频率处的驱动点等值电阻的灵敏度因子；代表实际系统第i个电力元件参与形成自然谐振频率处驱动点等值电阻Rr.i(ωr,a0)的程度。
所述的计算方法如下：
其中：Rr.i.X(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件电抗参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Rr.i.R(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件电阻参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Δa的具体值人为设定，一般取值很小；Rr.i(ωr+Δω,a0)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr+Δω的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Δω的具体值人为设定，一般取值很小。
本实施例中取Δa的值为0.000002，在系统41节点注入频率为29.6305hz的单位电流，其它节点注入的电流为0，分别将系统中的每个电力元件的电抗或电阻参数加Δa，并读取41节点的电压值，得到每个电力元件对应Rr.i.X(ωr,a0+Δa)，Rr.i.R(ωr,a0+Δa)值；然后结合步骤2中得到的Rr.i(ωr,a0)值，计算出每个电力元件对自然谐振频率处的驱动点等值电阻的灵敏度因子I2。
步骤5：依据系统各电力元件的灵敏度因子I1、I2值，将系统中的各电力元件分为三类。其中具有相对较大灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第一类电力元件，主要构成系统的研究区域；具有相对较小灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第二类电力元件，主要构成系统等值阻抗；具有非常小灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第三类电力元件，也构成实际系统的等值阻抗，但可以根据等值解耦环网的需要适当忽略。
所述的第一类电力元件参与实际系统次同步谐振作用最强；第二类电力元件参与实际系统次同步谐振作用较弱；第三类电力元件参与实际系统次同步谐振作用最弱。
本实施例中，取I1的值大于0.3与I2的值大于0.05的电力元件为第一类电力元件，如表1所示；取I1的值小于0.3但大于0.06与I2的值小于0.05但大于0.01的电力元件为第二类电力元件，如表2所示；取I1的值小于0.06与I2的值小于0.01的电力元件为第三类电力元件，如表3所示。
表1
表2
表3
| 13 | 14 | 0.0071 | 0.0012 |
| 17 | 27 | 0.0033 | 0.0005 |
表中前两列数据表示研究据表示39节点系统的具体节点。
步骤6：将第一类电力元件组成的研究区域向外部扩展1个节点，确定实际系统的次同步谐振建模区域及建模边界。
本实施例在第一类电力元件构成研究区域基础上向外部扩展1个节点得到建模区域如图2所示。
步骤7：依据系统外部网络的实际情况确定具体需要忽略第三类电力元件，将外部网络解耦为几个区域，在次同步谐振建模边界点处将这几个区域等值为电压源模型，并保留次同步谐振建模区域内的所有负荷模型，形成最终的次同步谐振研究用模型。
所述的依据实际系统外部网络的实际情况确定具体需要忽略第三类电力元件是：根据实际系统外部网络的具体耦合情况，选取忽略部分第三类电力元件对外部电力网络去耦合，使实际系统外部网络便于在边界点处等值为电压源模型。
所述的实际系统外部网络是指实际系统建模区域以外的网络。
本实施例中需要忽略第三类电力元件是13到14节点间电力线路以及17和27，如图1中的虚线线路所示，从而使实际系统的外部网络分为3部分，如图1中的封闭虚线所示，最终的建模模型如图2所示。
依据本实施例提供的系统，表4列出了在传统模型的串补线路端点以及图二所示模型与全系统模型的2节点母线发生持续时间0.01s三相短路接地小干扰故障时，用prony程序从3种不同建模模型的研究机组的转矩曲线中提取的次同步模态信息。其中3种不同建模模型分别是：传统次同步振荡建模方法得到传统建模模型、图二所示的建模模型和全系统标准模型。
表4：
对比不同模型的次同步谐振模态分析结果可知，次同步谐振实际系统建模边界识别方法对应的建模模型的次同步谐振模态分析结果与全系统标准模型模态分析结果最为接近，最大阻尼误差为0.012；传统建模模型的次同步谐振模态分析结果与全系统标准模型模态分析结果相差较大，最大阻尼误差6；因此次同步谐振实际系统建模边界识别方法确定的建模模型有效的改善了传统建模模型的次同步谐振分析结果，验证次同步谐振实际系统建模边界识别方法的有效性。
上面已经结合具体实施步骤说明了本发明，然而对于本领域的技术人员来说，可以在不背离本发明的精神和范围的前提下，对本发明做出不同的改进和变型。因而落入本发明的权利要求范围内的各种改进和变型，都应属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.次同步谐振实际系统建模边界识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在系统研究机组节点分别向系统节点电压方程注入频率区间为[0,120]Hz，间隔为0.0001Hz的单位电流，其它系统节点的注入电流为0，计算研究机组节点处的驱动点阻抗：Z(ω)＝R(ω)+jX(ω)＝U，U指代研究机组节点处的驱动点电压；
其中：ω＝2πf为角频率；Z(ω)表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值阻抗；X(ω)为驱动点等值电抗值，表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值电抗；R(ω)为驱动点等值电阻值，表示注入的单位电流频率为ω时，在研究机组节点向系统看进去的等值电阻；搜索X(ω)的值等于0时对应的注入电流频率及驱动点等值电阻值，此频率即为系统驱动点阻抗的次同步自然谐振频率ωr；
步骤2：当在研究机组节点向系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0，研究机组节点处的驱动点阻抗可表示为：Zr.i(ωr,a0)＝Rr.i(ωr,a0)+jXr.i(ωr,a0)＝Ur.i；
其中：Zr.i(ωr,a0)表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值阻抗；Xr.i(ωr,a0)为驱动点等值电抗值，表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值电抗，其值为0；Rr.i(ωr,a0)为驱动点等值电阻值，表示注入的单位电流频率为ωr时，在研究机组节点向系统看进去的等值电阻；Ur.i为系统研究机组节点的节点电压值；a0为输电线路电阻、电抗的电力元件参数；
步骤3：计算灵敏度因子I1
<mrow>
<msub>
<mi>I</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>d&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>X</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>/</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>R</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>/</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中I1表示电力元件对次同步自然谐振频率的灵敏度因子；代表实际系统第i个电力元件参与形成实际系统驱动点阻抗的自然谐振频率ωr的程度；
步骤4：计算灵敏度因子I2
<mrow>
<msub>
<mi>I</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>X</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>R</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中I2表示电力元件对自然谐振频率处的驱动点等值电阻的灵敏度因子；代表实际系统第i个电力元件参与形成自然谐振频率处驱动点等值电阻Rr.i(ωr,a0)的程度；
步骤5：依据系统各电力元件的灵敏度因子I1、I2值，将系统中的各电力元件分为三类:其中具有相对较大灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第一类电力元件，主要构成系统的研究区域；具有相对较小灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第二类电力元件，主要构成系统等值阻抗；具有非常小灵敏度因子I1、I2值的电力元件为第三类电力元件，也构成实际系统的等值阻抗；
步骤6：将第一类电力元件组成的研究区域向外部扩展1个节点，确定实际系统的次同步谐振建模区域及建模边界；
步骤7：依据系统外部网络的实际情况确定具体需要忽略第三类电力元件，将外部网络解耦为几个区域，在次同步谐振建模边界点处将这几个区域等值为电压源模型，并保留次同步谐振建模区域内的所有负荷模型，形成最终的次同步谐振研究用模型。
2.根据权利要求1所述的次同步谐振实际系统建模边界识别方法，其特征在于：步骤1中所述的节点电压方程是：其中表示系统的导纳矩阵；表示系统的节点电压向量；表示注入节点的频率电流向量，写成：
其中下标n为实际系统的节点标号。
3.根据权利要求1所述的次同步谐振实际系统建模边界识别方法，其特征在于：步骤3中所述的计算方法如下：
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>X</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>X</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>R</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>R</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>&omega;</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中：Xr.i.X(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件的电抗参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电抗值；Xr.i.R(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件的电阻参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电抗值；Δa的具体值人为设定，取值很小；Xr.i(ωr+Δω,a0)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr+Δω的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，计算得到的研究机组节点处驱动点处等值电抗值；Δω的具体值人为设定，取值很小。
4.根据权利要求1所述的次同步谐振实际系统建模边界识别方法，其特征在于：步骤4中所述的计算方法如下：
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>X</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>X</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>R</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mo>&part;</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
<mo>.</mo>
<mi>R</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>.</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>r</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>a</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>a</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中：Rr.i.X(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件电抗参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Rr.i.R(ωr,a0+Δa)表示在系统研究机组节点向实际系统节点电压方程注入角频率为ωr的单位电流，其它系统节点的注入电流为0时，实际系统的第i个电力元件电阻参数值增大Δa后，计算得到的研究机组节点处驱动点等值电阻值；Δa的具体值人为设定，取值很小。
5.根据权利要求1所述的次同步谐振实际系统建模边界识别方法，其特征在于：步骤5中所述的第一类电力元件参与实际系统次同步谐振作用最强；第二类电力元件参与实际系统次同步谐振作用较弱；第三类电力元件参与实际系统次同步谐振作用最弱。
6.根据权利要求1所述的次同步谐振实际系统建模边界识别方法，其特征在于：步骤7中所述的依据实际系统外部网络的实际情况确定具体需要忽略第三类电力元件是：根据实际系统外部网络的具体耦合情况，选取忽略部分第三类电力元件对外部电力网络去耦合，使实际系统外部网络便于在边界点处等值为电压源模型。
7.根据权利要求6所述的次同步谐振实际系统建模边界识别方法，其特征在于：所述的实际系统外部网络是指实际系统建模区域以外的网络。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410719711.4A CN104573318B (zh) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | 次同步谐振实际系统建模边界识别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410719711.4A CN104573318B (zh) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | 次同步谐振实际系统建模边界识别方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104573318A CN104573318A (zh) | 2015-04-29 |
| CN104573318B true CN104573318B (zh) | 2017-10-20 |
Family
ID=53089365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410719711.4A Active CN104573318B (zh) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | 次同步谐振实际系统建模边界识别方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104573318B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106992542B (zh) * | 2017-04-25 | 2020-09-15 | 国网宁夏电力公司电力科学研究院 | 一种用于直驱式风机次同步振荡的外特性分析方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101409462A (zh) * | 2008-07-30 | 2009-04-15 | 四方电气(集团)有限公司 | 综合发电厂和电网信息实现次同步振荡的监测和控制的多级监控方法 |
| CN102412589A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-04-11 | 北京睿能世纪科技有限公司 | 一种实现次同步谐振控制的方法及系统 |
| CN103336874A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 基于时域仿真的电力系统次同步振荡在线分析及预警方法 |
| CN103730903A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-16 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统 |
| CN103904651A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-02 | 华北电力大学 | 一种基于串补作用系数的次同步谐振风险筛选方法 |
| CN103997047A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-20 | 江苏大学 | 一种点对网系统的次同步振荡建模方法 |
-
2014
- 2014-12-02 CN CN201410719711.4A patent/CN104573318B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101409462A (zh) * | 2008-07-30 | 2009-04-15 | 四方电气(集团)有限公司 | 综合发电厂和电网信息实现次同步振荡的监测和控制的多级监控方法 |
| CN102412589A (zh) * | 2011-11-18 | 2012-04-11 | 北京睿能世纪科技有限公司 | 一种实现次同步谐振控制的方法及系统 |
| CN103336874A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 基于时域仿真的电力系统次同步振荡在线分析及预警方法 |
| CN103730903A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-16 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 抑制次同步谐振和振荡的柔性直流附加次同步振荡控制系统 |
| CN103904651A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-07-02 | 华北电力大学 | 一种基于串补作用系数的次同步谐振风险筛选方法 |
| CN103997047A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-20 | 江苏大学 | 一种点对网系统的次同步振荡建模方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| comparison of SSR Calculation and Test Results;E.Katz等;《IEEE Transactions on Power System》;19890228;第4卷(第1期);第336-344页 * |
| Modal Frequency Sensitivity for Power System Harmonic Resonance Analysis;Yu Cui等;《IEEE Transactions on Power Delivery》;20120430;第27卷(第2期);第1010-1017页 * |
| 一种适用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法;岑海凤等;《电力系统保护与控制》;20110216;第39卷(第4期);第30-35、42页 * |
| 基于MATLAB的次同步谐振的特征根分析;周济等;《现代电力》;19991130;第16卷(第4期);第38-42页 * |
| 电力系统次同步振荡和轴系扭振研究的现状及发展方向;吴俊勇等;《电力系统自动化》;19910531;第75-79页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104573318A (zh) | 2015-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102403720B (zh) | 一种基于暂态电压安全裕度的超实时重合时序整定方法 | |
| CN103532137B (zh) | 一种三相四线低压配电网的状态估计方法 | |
| CN109918762B (zh) | 一种交直流电网混合仿真对比模型构建方法 | |
| CN103605829A (zh) | 对交直流混联电网进行电磁暂态仿真的等值建模方法 | |
| CN104732459A (zh) | 大规模电力系统病态潮流分析系统 | |
| CN104716646B (zh) | 一种基于注入电流的节点耦合度分析方法 | |
| CN106443246A (zh) | 基于pmu量测数据的小干扰稳定参数的在线辨识方法 | |
| CN104345249A (zh) | 一种同塔双回直流线路的混合模量时域故障定位方法 | |
| CN109217295A (zh) | 预防系统过载的潮流灵敏度计算方法和计算机装置 | |
| CN104239652A (zh) | 一种基于eic原理的三相五柱芯式变压器建模分析方法 | |
| CN101520812B (zh) | 基于小生境免疫算法的电力系统动态等值方法 | |
| CN104615479B (zh) | 一种电磁、机电暂态混合仿真电磁侧系统等效方法 | |
| CN104995811A (zh) | 交流电力网的最小相位线性有功潮流的获取方法 | |
| CN105305438A (zh) | 基于变阻抗和受控交流电压源的新能源电站模型验证方法 | |
| CN104967114B (zh) | 电网负荷实时数字建模方法及系统 | |
| Tu et al. | A global approach to transient stability constrained optimal power flow using a machine detailed model | |
| CN103955594A (zh) | 一种电力系统动态等值方法 | |
| CN104573318B (zh) | 次同步谐振实际系统建模边界识别方法 | |
| CN103997047B (zh) | 一种点对网系统的次同步振荡建模方法 | |
| Lei et al. | An accurate forced oscillation location and participation assessment method for DFIG wind turbine | |
| CN105703363A (zh) | 一种基于线电压的不接地配电网三相潮流计算方法 | |
| CN102570457B (zh) | 一种基于内网量测数据的两端口外网静态等值方法 | |
| CN105226644B (zh) | 基于可用容量一致性的带约束等值方法 | |
| CN103246206B (zh) | 基于pmu的负荷特性电网负荷在线建模方法 | |
| CN106712029B (zh) | 小阻抗支路pq端点变雅可比矩阵的牛顿法潮流计算方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |