CN109586346A - 一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交直流大电网动态等值的平衡机处理调整方法和系统,该方法包括:S1、选取等值后系统中出力可调的等值机组记为控制节点集合;S2、搜索潮流偏差最大的线路,计算所有控制节点对所述线路的灵敏度,将所述灵敏度最大且出力调整方向有利于减小所述线路潮流误差的控制节点作为调整节点;S3、计算所述调整节点的功率调节量,并增减所述调整节点的出力;S4、判断调节总量是否满足要求,若满足要求,则调整结束,若不满足要求,则更新潮流计算结果,将所述调整节点从控制节点集合中删除后,执行步骤S2。本发明能够有效解决平衡机初始功角偏移的问题,同时能够保证等值前后潮流偏差控制在指定范围内,满足动态等值性能研究要求。
Description
技术领域
本发明涉及平衡机出力调整技术领域,尤其涉及一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法和系统。
背景技术
在研究大规模交直流系统之间的相互作用时,需要对原系统进行降阶化简处理,对于动态等值前后的两个系统应使得所有的保留机组具有基本一致的摇摆特性,以保证等值后的简化系统能够有效地代替原系统。
等值前后系统网架结构发生较大变化,使得等值后系统中平衡机的出力发生变化,其出力变化的原因可归结为以下几点:(1)等值后系统中无功分布发生了变化,使得网损发生改变;(2)等值过程中系统的平衡机数量减少,部分平衡机与其它机组合并成一台等值机,使得所保留平衡机各自分担的不平衡功率发生改变;(3)潮流计算过程中线路有功潮流误差的累积,导致平衡机的出力发生改变。平衡机出力的变化会使得初始功角发生改变,进而导致其功角摇摆曲线相对于等值前整体上/下平移。
在动态等值中平衡机作为系统的保留部分,与其它保留的发电机并没有实质性的区别,因此需要考虑平衡机出力的调整,以保证等值前后平衡机的功角摇摆特性基本相同。由于平衡机的出力不可控,消除平衡机的初始功角偏移问题,不能直接去调整平衡机的出力,需要通过调整等值区域内机组的出力来间接地改变平衡机的出力,进而使得初始功角回到等值前指定的初始运行点,同时要考虑维持其它保留发电机的转子摇摆特性在等值前后一致。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法,该方法通过计算灵敏度从而确定调整节点,并增减调整节点的处理,从而确定调节总量是否满足条件,该方法能够有效解决平衡机初始功角偏移的问题,同时能够保证等值前后潮流偏差控制在指定范围内,满足动态等值性能研究要求。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法,包括如下步骤:
S1、选取等值后系统中出力可调的等值机组记为控制节点集合;
S2、搜索潮流偏差最大的线路,计算所有控制节点对所述线路的灵敏度,将所述灵敏度最大且出力调整方向有利于减小所述线路潮流误差的控制节点作为调整节点;
S3、计算所述调整节点的功率调节量,并增减所述调整节点的出力;
S4、判断调节总量是否满足要求,若满足要求,则调整结束,若不满足要求,则更新潮流计算结果,将所述调整节点从控制节点集合中删除后,执行步骤S2。
其中,所述步骤S2具体包括:
对所述任意控制节点施加一扰动量,仿真计算得到所述线路的潮流变化量;
计算所述扰动量和所述潮流变化量的比值获得所述任意控制节点对所述线路的灵敏度。
其中,所述步骤S3具体包括:
若要降低平衡机出力,则所述调整节点的功率调整量为:
ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi,max-PGi}
若要提高平衡机出力,则所述调整节点的功率调整量为:
ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi-PGi,min}
其中,ΔPGi-k=(ΔPk0-σkPk0)/Ski,ΔPGi-min=min{ΔPGi-m1,ΔPGi-m2,…},ΔPGi-ma=ηPma/Smai,ΔPGi-r=|P″Gr-PGr|,ΔPGi表示调整节点i的功率调整量,i∈JC;Ski为调整节点i对线路k的灵敏度绝对值;ΔPk0、Pk0分别为调整前线路k的潮流偏差和等值前系统线路k的功率;σk为线路k潮流偏差给定的精度系数;Smai为调整节点i对线路ma的灵敏度绝对值,ma代表调整过程中潮流偏差较小的正常线路;η为调整前后线路ma的潮流变化范围系数;P″Gr、PGr分别为当前平衡机出力和等值前的实际出力,下标r代表平衡机;PGi为调整节点i所对应的发电机当前的出力;PGi,max、PGi,min分别为调整节点i所对应的发电机所允许的最大出力和最小出力。
其中,所述步骤S4具体包括:
若|P′Gr-PGr|≤ε,则满足要求,否则不满足要求,其中,P′Gr代表调整后的平衡机出力,ε为给定的精度值。
本发明还提供一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整系统,包括:
控制节点集合选取单元,用于选取等值后系统中出力可调的等值机组记为控制节点集合;
灵敏度计算单元,用于搜索潮流偏差最大的线路,计算所有控制节点对所述线路的灵敏度,将所述灵敏度最大而且出力调整方向有利于减小所述线路潮流误差的控制节点作为调整节点;
控制节点出力增减单元,计算所述调整节点的功率调节量,并增减所述调整节点的出力;
判断单元,判断调节总量是否满足要求,若满足要求,则调整结束,若不满足要求,则更新潮流计算结果,将所述调整节点从控制节点集合中删除。
其中,所述灵敏度计算单元包括:
潮流变化量计算单元,用于对所述任意控制节点施加一扰动量,仿真计算得到所述线路的潮流变化量;
比值计算单元,用于计算所述扰动量和所述潮流变化量的比值获得所述任意控制节点对所述线路的灵敏度。
其中,所述控制节点出力增减单元具体包括:
第一调整单元,用于在需要降低平衡机出力时,将所述调整节点功率调整为ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi,max-PGi};
第二调整单元,用于在需要提高平衡机出力时,将所述调整节点功率调整为ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi-PGi,min};
其中,ΔPGi-k=(ΔPk0-σkPk0)/Ski,ΔPGi-min=min{ΔPGi-m1,ΔPGi-m2,…},ΔPGi-ma=ηPma/Smai,ΔPGi-r=|P″Gr-PGr|,ΔPGi表示调整节点i的功率调整量,i∈JC;Ski为节点i对线路k的灵敏度绝对值;ΔPk0、Pk0分别为调整前线路k的潮流偏差和等值前系统线路k的功率;σk为线路k潮流偏差给定的精度系数;Smai为调整节点i对线路ma的灵敏度绝对值,ma代表调整过程中潮流偏差较小的正常线路;η为调整前后线路ma的潮流变化范围系数;P″Gr、PGr分别为当前平衡机出力和等值前的实际出力,下标r代表平衡机;PGi为调整节点i对应的发电机组的当前的出力;PGi,max、PGi,min分别为调整节点i对应的发电机组所允许的最大出力和最小出力。
其中,所述判断单元采用下式判断调整是否满足要求:
|P′Gr-PGr|≤ε
其中,P′Gr代表调整后的平衡机出力,ε为给定的精度值。
本发明实施例的有益效果在于:通过计算控制节点对潮流偏差最大的线路的灵敏度,从而确定调整节点,通过增减调整节点的出力,从而确定调节总量是否满足要求。该方法够有效解决动态等值后因平衡机出力变化导致其初始功角偏移的问题,以及出力调整过程能够保证等值前后相同线路潮流偏差控制在要求的范围内。此外该方法不涉及网络和发电机参数的调整,能够保证系统中其它保留机组的功角摇摆特性不受影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整系统的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
以下参照图1进行说明,本发明实施例一提供一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法,该方法包括如下步骤:
S1、选取等值后系统中出力可调的等值机组记为控制节点集合。
若要使平衡机的出力减少,为尽快转移出力,应增加控制节点的出力,对于某些当前出力已达上限的发电机组其出力不可调;同理,若要增加平衡机出力,当前出力已达出力下限的发电机组其出力不可调。
S2、搜索潮流偏差最大的线路,计算所有控制节点对所述线路的灵敏度,将所述灵敏度最大且出力调整方向有利于减小所述线路潮流误差的控制节点作为调整节点。
具体地,搜索出潮流偏差最大的电路K,对控制节点i施加小的扰动量ΔPi,仿真计算得到线路K的潮流变化量ΔPk,从而计算得到该控制节点i对线路的灵敏度ΔPk/ΔPi,采用相同的计算方法得到其他控制节点对线路K的灵敏度。找出灵敏度绝对值最大的且出力调整方向有利于减小该线路潮流误差的可调节点i作为本次调整的控制节点。
S3、计算任意控制节点的功率调节量,并增减所述任意控制节点的出力。
具体地,若要上调等值机出力以降低平衡机出力,则调整节点i的功率调整量大小为:
ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi,max-PGi}
若要下调等值机出力增加平衡机出力,调整
ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi-PGi,min}
其中,ΔPGi-k=(ΔPk0-σkPk0)/Ski,ΔPGi-min=min{ΔPGi-m1,ΔPGi-m2,…},ΔPGi-ma=ηPma/Smaia=1,2,3…,ΔPGi-r=|P″Gr-PGr|,式中,ΔPGi表示调整节点i的功率调整量,i∈JC;Ski为节点i对线路k的灵敏度绝对值;ΔPk0、Pk0分别为调整前线路k的潮流偏差和等值前系统线路k的功率;σk为线路k潮流偏差给定的精度系数;Smai为节点i对线路ma(a=1,2,3…)的灵敏度绝对值,ma代表调整过程中潮流偏差较小的正常线路;η为调整前后线路ma的潮流变化范围系数;P″Gr、PGr分别为当前平衡机出力和等值前的实际出力,下标r代表平衡机;PGi为调整节点i对应的发电机组的当前的出力;PGi,max、PGi,min分别为调整节点i对应的发电机组所允许的最大出力和最小出力,Jc为控制节点集合。
S4、判断调节总量是否满足要求,若满足要求,则调整结束,若不满足要求,则更新潮流计算结果,将所述任意节点从控制节点集合中删除后,执行步骤S2。
具体地,判断|P′Gr-PGr|<ε是否成立,若成立,则说明调节总量满足要求,要不满足要求,则说明调节总量不满足要求,其中,P′Gr代表调整后的平衡机出力,ε为给定的精度值,可取0.1MW。若满足要求,则调整结束,否则更新潮流计算结果,将节点i从集合Jc中移除,转至步骤S2进行下一轮的调整。
本实施例的交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法,通过计算控制节点对潮流偏差最大的线路的灵敏度,从而确定调整节点,通过增减调整节点的出力,从而确定调节总量是否满足要求。该方法能够有效解决动态等值后因平衡机出力变化导致其初始功角偏移的问题,出力调整过程能够保证等值前后相同线路潮流偏差控制在要求的范围内。本发明不涉及网络和发电机参数的调整,能够保证系统中其它保留机组的功角摇摆特性不受影响。
基于本发明实施例一,本发明实施例二提供一种交直流大电网动态等值的平衡机处理调整系统,如图2所示,该系统1包括:
控制节点集合选取单元11,用于选取等值后系统中出力可调的等值机组记为控制节点集合;
灵敏度计算单元12,用于搜索潮流偏差最大的线路,计算所有控制节点对所述线路的灵敏度,将所述灵敏度最大而且出力调整方向有利于减小所述线路潮流误差的控制节点作为调整节点;
控制节点出力增减单元13,计算所述调整节点的功率调节量,并增减所述调整节点的出力;
判断单元14,判断调节总量是否满足要求,若满足要求,则调整结束,若不满足要求,则更新潮流计算结果,将所述调整节点从控制节点集合中删除。
其中,所述灵敏度计算单元12包括:
潮流变化量计算单元,用于对所述任意控制节点施加一扰动量,仿真计算得到所述线路的潮流变化量;
比值计算单元,用于计算所述扰动量和所述潮流变化量的比值获得所述任意控制节点对所述线路的灵敏度。
其中,所述控制节点出力增减单元13具体包括:
第一调整单元,用于在需要降低平衡机出力时,将所述调整节点功率调整为ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi,max-PGi};
第二调整单元,用于在需要提高平衡机出力时,将所述调整节点功率调整为ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi-PGi,min};
其中,ΔPGi-k=(ΔPk0-σkPk0)/Ski,ΔPGi-min=min{ΔPGi-m1,ΔPGi-m2,…},ΔPGi-ma=ηPma/Smai,ΔPGi-r=|P″Gr-PGr|,ΔPGi表示控制节点i的功率调整量,i∈JC;Ski为节点i对线路k的灵敏度绝对值;ΔPk0、Pk0分别为调整前线路k的潮流偏差和等值前系统线路k的功率;σk为线路k潮流偏差给定的精度系数;Smai为调整节点i对线路ma的灵敏度绝对值,ma代表调整过程中潮流偏差较小的正常线路;η为调整前后线路ma的潮流变化范围系数;P″Gr、PGr分别为当前平衡机出力和等值前的实际出力,下标r代表平衡机;PGi为调整节点i对应的发电机组当前的出力;PGi,max、PGi,min分别为调整节点i对应的发电机组所允许的最大出力和最小出力,Jc为控制节点集合。
其中,所述判断单元14采用下式判断调整是否满足要求:
|P′Gr-PGr|≤ε
其中,P′Gr代表调整后的平衡机出力,ε为给定的精度值。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、选取等值后系统中出力可调的等值机组记为控制节点集合;
S2、搜索潮流偏差最大的线路,计算所有控制节点对所述线路的灵敏度,将所述灵敏度最大且出力调整方向有利于减小所述线路潮流误差的控制节点作为调整节点;
S3、计算所述调整节点的功率调节量,并增减所述调整节点的出力;
S4、判断调节总量是否满足要求,若满足要求,则调整结束,若不满足要求,则更新潮流计算结果,将所述调整节点从控制节点集合中删除后,执行步骤S2。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:
对所述任意控制节点施加一扰动量,仿真计算得到所述线路的潮流变化量;
计算所述扰动量和所述潮流变化量的比值获得所述任意控制节点对所述线路的灵敏度。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:
若要降低平衡机出力,则所述调整节点的功率调整量为:
ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi,max-PGi}
若要提高平衡机出力,则所述调整节点的功率调整量为:
ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi-PGi,min}
其中,ΔPGi-k=(ΔPk0-σkPk0)/Ski,ΔPGi-min=min{ΔPGi-m1,ΔPGi-m2,…},ΔPGi-ma=ηPma/Smai,ΔPGi-r=|P″Gr-PGr|,ΔPGi表示调整节点i的功率调整量,i∈JC;Ski为调整节点i对线路k的灵敏度绝对值;ΔPk0、Pk0分别为调整前线路k的潮流偏差和等值前系统线路k的功率;σk为线路k潮流偏差给定的精度系数;Smai为调整节点i对线路ma的灵敏度绝对值,ma代表调整过程中潮流偏差较小的正常线路;η为调整前后线路ma的潮流变化范围系数;P″Gr、PGr分别为当前平衡机出力和等值前的实际出力,下标r代表平衡机;PGi为调整节点i所对应的发电机当前的出力;PGi,max、PGi,min分别为调整节点i所对应的发电机所允许的最大出力和最小出力,Jc为控制节点集合。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:
若|P′Gr-PGr|≤ε,则满足要求,否则不满足要求,其中,P′Gr代表调整后的平衡机出力,ε为给定的精度值。
5.一种交直流大电网动态等值的平衡机出力调整系统,其特征在于,包括:
控制节点集合选取单元,用于选取等值后系统中出力可调的等值机组记为控制节点集合;
灵敏度计算单元,用于搜索潮流偏差最大的线路,计算所有控制节点对所述线路的灵敏度,将所述灵敏度最大而且出力调整方向有利于减小所述线路潮流误差的控制节点作为调整节点;
控制节点出力增减单元,计算所述调整节点的功率调节量,并增减所述调整节点的出力;
判断单元,判断调节总量是否满足要求,若满足要求,则调整结束,若不满足要求,则更新潮流计算结果,将所述调整节点从控制节点集合中删除。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述灵敏度计算单元包括:
潮流变化量计算单元,用于对所述任意控制节点施加一扰动量,仿真计算得到所述线路的潮流变化量;
比值计算单元,用于计算所述扰动量和所述潮流变化量的比值获得所述任意控制节点对所述线路的灵敏度。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控制节点出力增减单元具体包括:
第一调整单元,用于在需要降低平衡机出力时,将所述调整节点功率调整为ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi,max-PGi};
第二调整单元,用于在需要提高平衡机出力时,将所述调整节点功率调整为ΔPGi=min{ΔPGi-k,ΔPGi-min,ΔPGi-r,PGi-PGi,min};
其中,ΔPGi-k=(ΔPk0-σkPk0)/Ski,ΔPGi-min=min{ΔPGi-m1,ΔPGi-m2,…},ΔPGi-ma=ηPma/Smai,ΔPGi-r=|P″Gr-PGr|,ΔPGi表示调整节点i的功率调整量,i∈JC;Ski为节点i对线路k的灵敏度绝对值;ΔPk0、Pk0分别为调整前线路k的潮流偏差和等值前系统线路k的功率;σk为线路k潮流偏差给定的精度系数;Smai为调整节点i对线路ma的灵敏度绝对值,ma代表调整过程中潮流偏差较小的正常线路;η为调整前后线路ma的潮流变化范围系数;P″Gr、PGr分别为当前平衡机出力和等值前的实际出力,下标r代表平衡机;PGi为调整节点i对应的发电机组的当前的出力;PGi,max、PGi,min分别为调整节点i对应的发电机组所允许的最大出力和最小出力,Jc为控制节点集合。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述判断单元采用下式判断调整是否满足要求:
|P′Gr-PGr|≤ε
其中,P′Gr代表调整后的平衡机出力,ε为给定的精度值。
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