CN105356457B - 一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，包括以下步骤：1)分别获取本区域电网和相邻区域外网的电网模型；2)分别计算本区域电网系统内功率分配系数和相邻区域外网功率调整分配系数；3)根据电网模型和输电断面数据构建备用容量充裕度评估计算模型；4)本区域电网的事故恢复备用容量按照功率分配系数为步长调整电网发电机出力，相邻区域外网的事故恢复备用容量按照功率调整分配系数为步长调整电网发电机出力；5)通过潮流计算得到输电断面中联络线首末节点的功率偏差值；6)通过备用容量充裕度评估计算模型判断输电断面潮流是否恢复到故障前的水平。与现有技术相比，本发明具有计算简单准确等优点。

Description

一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法
技术领域
本发明涉及电力系统运行和自动化领域，尤其是涉及一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法。
背景技术
随着现代电力系统逐步呈现远距离输电、直流输电、大区联网的特点。对于受端系统，瞬间产生的有功功率缺额和无功功率剩余会引起频率下降和电压波动，严重时可能导致系统稳定问题。直流线路退出运行会引起潮流转移，可能导致并联运行的交流线路过载，对整个电网产生较大的系统冲击，严重影响电网的安全稳定运行。因此，当电网中发生直流故障后，受端系统功率不平衡引起潮流较大转移，导致故障点所属区域电网与边界区域电网之间的输电断面发生非常大的潮流变化，与调度计划值无法匹配，需要能够利用受端系统机组备用容量快速恢复联络线功率与故障前的潮流。通过对区内机组备用容量充裕度进行评估可以准确掌握区域内机组备用容量是否可以恢复至故障运行前状态，是调度运行人员进行系统故障恢复的重要参考依据，具有重要现实意义和应用推广价值。
本发明公开了一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法。对于电网在发生事故后功率不平衡引起潮流大转移导致故障点所属区域电网与边界区域间输电断面潮流与计划值不匹配时，通过调整区域内机组备用容量恢复至故障运行前状态，需要对区内机组备用容量充裕度进行评估。通过建立评估模型并采用最优潮流牛顿法进行迭代求解逐步逼近故障前运行状态，从而能够准确评估电网备用容量充裕度。本方法基于牛顿法进行潮流计算，易于实现，紧密结合电力系统运行分析需求，具有一定的推广价值和应用前景
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，包括以下步骤：
1)分别获取本区域电网和相邻区域外网的电网模型和输电断面数据；
2)分别计算本区域电网系统内功率分配系数和相邻区域外网功率调整分配系数；
3)根据电网模型和输电断面数据构建备用容量充裕度评估计算模型；
4)本区域电网的事故恢复备用容量按照功率分配系数为步长调整电网发电机出力，相邻区域外网的事故恢复备用容量按照功率调整分配系数为步长调整电网发电机出力；
5)通过潮流计算获取备用容量充裕度评估计算模型中电网各节点的功率数值，得到输电断面中联络线首末节点的功率偏差值；
6)通过备用容量充裕度评估计算模型判断输电断面潮流是否恢复到故障前的水平，若是，则电网故障已恢复，判定事故恢复备用容量充裕，若否，则查看本区域电网和相邻区域外网的事故恢复备用容量是否全部投入，若是，则判定事故恢复备用容量不满足，若否，则返回步骤3)。
所述的步骤2)中本区域电网系统内功率分配系数kig计算式为：
其中，nig为系统发电机台数，Pgmax和Pg为发电机的最大有功出力及当前出力，Pgimax和Pgi为第i台机组的最大有功出力及当前出力。
所述的步骤2)中相邻区域外网功率调整分配系数keg计算式为：
其中，neg为外网系统总发电机台数，Pg和Pgmin为发电机当前出力及最小有功出力，Pgi和Pgimin为第i台机组的当前出力及最小有功出力。
所述的步骤3)中，备用容量充裕度评估计算模型为：
其中，n为系统节点数，i,j为联络线首末节点，ΔPij＝Pij-Pij0为故障前后功率偏差，Pij为故障后联络线首末节点i、j之间的功率差，Pij0为故障前联络线首末节点i、j之间的功率差。
所述的步骤5)中的潮流计算通过牛顿法求解。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明对于电网事故后恢复处理备用容量充裕度进行评估计算，通过计算区域内和相邻区域外网计算功率分配系数，并且采用牛顿法最优潮流技术实现计算易于实现，紧密结合电力系统运行分析需求，具有一定的推广价值和应用前景
附图说明
图1为实施例中的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明提出一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，具体包括以下步骤：
获取电网计算模型与方式断面数据，包含了本区域及相邻区域的详细或等值电网模型与数据；
根据本区域内可调节发电机备用容量计算出系统内功率分配系数，计算公式如下：
式中kig为发电机功率分配系数，nig为系统发电机台数，Pgmax,Pg表示发电机的最大有功出力及当前出力，Pgimax,Pgi表示第i台机组的最大有功出力及当前出力；
根据外网系统可调发电机出力计算出功率调整分配系数，计算公式如下：
式中keg为外网发电机功率分配系数，neg为外网系统总发电机台数，Pgmin,Pg表示发电机最小有功出力及当前出力，Pgimin,Pgi表示第i台机组的最小有功出力及当前出力；
建立备用容量充裕度评估计算模型如下：
式中n表示系统节点数，i,j表示联络线首末节点，ΔPij＝Pij-Pij0为故障前后功率偏差。
采用牛顿法最优潮流技术进行求解，设定系统发电调整步长使得区域内发电机组按此步长调整出力增长，而外网区域内机组按此步长调整出力递减；
根据机组功率调整分配系数调整机组出力，进行一次牛顿法潮流计算；
计算确定边界联络线的功率并将调整后断面联络线功率与故障前联络线功率比较，若稳定断面潮流已恢复至故障前则停止计算，当前发电备用容量充裕；
判断当前发电备用容量是否已全部投入，若已全部投入则停止计算，当前发电备用容量无法恢复调整，否则继续进行计算。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)分别获取本区域电网和相邻区域外网的电网模型和输电断面数据；
2)分别计算本区域电网系统内功率分配系数和相邻区域外网功率调整分配系数；
3)根据电网模型和输电断面数据构建备用容量充裕度评估计算模型；
4)本区域电网的事故恢复备用容量按照功率分配系数为步长调整电网发电机出力，相邻区域外网的事故恢复备用容量按照功率调整分配系数为步长调整电网发电机出力；
5)通过潮流计算获取备用容量充裕度评估计算模型中电网各节点的功率数值，得到输电断面中联络线首末节点的功率偏差值；
6)通过备用容量充裕度评估计算模型判断输电断面潮流是否恢复到故障前的水平，若是，则电网故障已恢复，判定事故恢复备用容量充裕，若否，则查看本区域电网和相邻区域外网的事故恢复备用容量是否全部投入，若是，则判定事故恢复备用容量不满足，若否，则返回步骤3)。
2.根据权利要求1所述的一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，其特征在于，所述的步骤2)中本区域电网系统内功率分配系数kig计算式为：
<mrow> <msub> <mi>k</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>g</mi> </msub> </mrow> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>i</mi> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中，nig为系统发电机台数，Pgmax和Pg为发电机的最大有功出力及当前出力，Pgimax和Pgi为第i台机组的最大有功出力及当前出力。
3.根据权利要求1所述的一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，其特征在于，所述的步骤2)中相邻区域外网功率调整分配系数keg计算式为：
<mrow> <msub> <mi>k</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>m</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>i</mi> <mi>min</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中，neg为外网系统总发电机台数，Pg和Pgmin为发电机当前出力及最小有功出力，Pgi和Pgimin为第i台机组的当前出力及最小有功出力。
4.根据权利要求1所述的一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，其特征在于，所述的步骤3)中，备用容量充裕度评估计算模型为：
<mrow> <mi>m</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>n</mi> </mrow> </munder> <mrow> <mi>j</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>n</mi> </mrow> </munder> <mo>|</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>|</mo> </mrow>
其中，n为系统节点数，i,j为联络线首末节点，ΔPij＝Pij-Pij0为故障前后功率偏差，Pij为故障后联络线首末节点i、j之间的功率差，Pij0为故障前联络线首末节点i、j之间的功率差。
5.根据权利要求1所述的一种电网事故恢复备用容量充裕度评估方法，其特征在于，所述的步骤5)中的潮流计算通过牛顿法求解。
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