CN116054279B - 含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本文提出了一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，考虑可变速抽水蓄能机组受端易发生瞬时故障造成暂态功率突降的情况，以多节点电力网络各母线电压稳定运行为目标，建立了含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型。通过切除变速抽水蓄能机组、三相短路故障分析了对多节点电网暂态稳定的影响，电网在切除变速抽水蓄能机组、三相短路故障条件下均能保持暂态稳定，但是有部分母线电压高于规定电压上限；针对部分母线电压越限的问题加装无功补偿装置，改善了电网系统的电压稳定性，防止因通信系统故障造成的过压事故，达到多节点电力网络稳定的目的，提高区域电力系统在故障发生时的安全及稳定。

Description

含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法及系统

技术领域

本发明属于电力蓄能应用技术领域，特别涉及一种变速抽水蓄能机组多节点电网暂态稳定性仿真分析方法。

背景技术

现有技术中，通常通过节点能量评估电网暂态稳定，直接测量困难，实际使用困难，例如CN201810855179，一种评估电网暂态稳定性的方法及系统，包括：将预先获取的节点数据带入预设的节能能量模型，得到节点能量；根据所述节点能量和预设的判定指标确定节点的稳定性；基于所述节点的稳定性评定电网暂态稳定性。该现有技术提供的方法为准确提供电力系统暂态提供了技术支撑，大大提高了评估效率但仍旧是直接通过节点能量评估电网暂态稳定，直接测量困难，实际使用困难。

现有技术，CN201310459527-基于能量函数的电网暂态稳定性评估方法，基于能量函数的电网暂态稳定性评估方法，以广域测量系统采集数据，建立暂态能量函数模型；采集暂态过程中系统数据，构建暂态能量函数模型，得到系统中n台发电机的能量总和；根据二次扰动过程的能量变化轨迹，构建基于二次扰动的暂态稳定性量化指标模型；构建能量裕度指标根据能量裕度指标进行Ts(t)判断。该现有技术借助广域测量系统的参数在线获取优势和能量函数本身的计算优势，可以提高计算速度，简化计算过程，进一步提高了直接法在电力系统的应用。但现有技术通过建立暂态能量函数模型进行电网暂态稳定性评估，仍旧是通过能量计算进行评估，误差大，实际使用困难。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供含变速抽水蓄能机组的区域电力网络暂态研究方案，之前的研究基本只考虑变速抽水蓄能机组本身，或者只考虑多节点电力网络本身，并没有对含变速抽水蓄能机组的多节点电力网络暂态特性进行系统分析，且本发明创新性的引入了无功补偿装置，极大地提高了电力系统的稳定性。

本发明具体技术方案为：

一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，包括以下步骤：

步骤S1，建立变速抽水蓄能模型；

步骤S2，建立含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型；

步骤S3，在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组，进行多节点电力网络的参数分析；如果多节点电力网络的参数全部在正常运行方式时对应值限定范围内，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；如果多节点电力网络的参数其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S4；

步骤S4，设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电力网络的参数，进行参数分析；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数全部在事故运行方式时对应值限定范围内，则在三相故障条件下多节点电力网络仍能保持稳定；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数其中的任一数值超出事故运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S5；

步骤S5，设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，判断电压参数是否超限，如果电压参数在事故运行方式时电压限定范围内，则在三相故障条件下，加装无功补偿装置后多节点电力网络能保持稳定；如果电压参数超出事故运行方式时电压限定范围，则进入步骤S6；

步骤S6，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至电压参数在事故运行方式时电压限定范围之内。

步骤S1具体包括以下步骤：变速抽水蓄能模型包括变速抽水蓄能机组，变速抽水蓄能机组采用交流励磁双馈电机，变速抽水蓄能机组的转子侧接交流变频励磁电源，实现机组转速与功率的解耦控制，变速抽水蓄能机组在转子槽内设置三相交流励磁绕组，变速抽水蓄能机组的励磁系统为交流变频装置，变速抽水蓄能机组的励磁系统由交流变频装置代替常规常用的可控硅直流整流装置。变速抽水蓄能模型更考虑变速抽水蓄能机组的电气特性，其他模型可能更多考虑变速抽水蓄能机组的水利特性。

在变速抽水蓄能机组正常运行时，转子槽内的三相交流励磁绕组通过三相交流电产生相对于转子的旋转磁场。由于定子磁场频率需要保持在50Hz，当转子旋转频率发生变化时，调整输入转子励磁电流的频率，使变速抽水蓄能机组以恒定频率运行。

步骤S2具体包括以下步骤，

多节点电网机电仿真模型包括第一火电机组T1、第二火电机组T2、第一变压器T2W9、第二变压器T2W10、第三变压器T2W11、第四变压器T2W12和电抗器；

第一火电机组T1连接在第一18kV母线G1上，第一18kV母线G1与第一500kV母线B1-500中间通过第一变压器T2W9相连，第一500kV母线B1-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第三500kV母线B3-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第一220kV母线S1与第三500kV母线B3-500中间通过第四变压器T2W12相连，第二220kV母线B2-220与第一500kV母线B1-500中间通过第三变压器T2W11相连，第二220kV母线B2-220与第三500kV母线B3-500中间通过一条直流线路相连，第二220kV母线B2-220与第二18kV母线G2中间通过第二变压器T2W10相连，其中，第二火电机组T2与第二18kV母线G2相连，与第二220kV母线B2-220相连有第三火电机组T3，变速抽水蓄能机组V1连接在第一220kV母线S1上，负荷连接在第二220kV母线B2-220上，电抗器并联在第四500kV母线B4-500上。

步骤S3具体包括以下步骤：

在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，在切除变速抽水蓄能机组V1条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰和V_S1 ⁰，采集连接在第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1上的第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰和θ_G3 ⁰，采集变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P⁰，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q⁰，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt⁰和变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It⁰，进行参数仿真分析；

分别查看V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰是否在正常运行方式时电压限定范围之内，θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰是否在相对功角限定范围内，S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰是否在对应的限定范围内；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰全部在正常运行方式时对应值限定范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S4。

如果多节点电力网络的参数在波动范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

步骤S4具体包括以下步骤：

将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹和V_S1 ¹，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P¹,变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q¹，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt¹,变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It¹，进行参数仿真分析。

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹全部在事故运行方式时的对应值限定范围内，多节点电力网络在三相故障条件下仍能保持稳定；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹其中的任一数值超出事故运行方式时的对应值限定范围，则进入步骤S5。

步骤S5具体包括以下步骤：

变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，三相短路故障电网系统存在电压超限，采用无功补偿装置提高系统稳定性，具体包括以下步骤：

第一220kV母线S1安装2×2.5mvar第一感性无功补偿装置；

第三500kV母线B3-500配备第二感应无功补偿装置3Mvar；

第四500kV母线B4-500母线安装2×1.5mvar第三感应无功补偿装置；

增加无功补偿装置后，获取三相短路故障电网系统的相对功角曲线、各母线电压，加装无功补偿装置条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ²、θ_G2 ²和θ_G3 ²，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P²，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q²，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt²，变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It²，进行参数仿真分析；

如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²在事故运行方式时电压限定范围之内，多节点电力网络在三相故障条件下，加装无功补偿装置后能保持稳定，并记录θ_G1 ²、θ_G2 ²、θ_G3 ²、S1_P²、S1_Q²、S1_Vt²和S1_It²；如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²超出事故运行方式时电压限定范围，则进入步骤S6。

步骤S6具体包括以下步骤，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²在事故运行方式时电压限定范围之内。

电压限定范围包括正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10％；事故运行方式时为系统额定电压的的-5％～+10％。

一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定系统，包括变速抽水蓄能模型建立单元、仿真模型建立单元、机组切除单元、三相故障设置单元、无功补偿装置加装单元和无功补偿装置的分组投切单元；

变速抽水蓄能模型建立单元建立变速抽水蓄能模型；

仿真模型建立单元建立含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型；

机组切除单元在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组，进行多节点电力网络的参数分析；如果多节点电力网络的参数全部在正常运行方式时对应值限定范围内，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；如果多节点电力网络的参数其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入三相故障设置单元；

三相故障设置单元设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电力网络的参数，进行参数分析；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数全部在事故运行方式时对应值限定范围内，则在三相故障条件下多节点电力网络仍能保持稳定；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数其中的任一数值超出事故运行方式时对应值限定范围，则进入无功补偿装置加装单元；

无功补偿装置加装单元在三相故障条件下，加装无功补偿装置，判断电压参数是否超限，如果电压参数在事故运行方式时电压限定范围内，则在三相故障条件下，加装无功补偿装置后多节点电力网络能保持稳定；如果电压参数超出事故运行方式时电压限定范围，则进入无功补偿装置的分组投切单元；

无功补偿装置的分组投切单元观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至电压参数在事故运行方式时电压限定范围之内。

变速抽水蓄能模型建立单元具体包括以下步骤：变速抽水蓄能模型包括变速抽水蓄能机组，变速抽水蓄能机组采用交流励磁双馈电机，变速抽水蓄能机组的转子侧接交流变频励磁电源，实现机组转速与功率的解耦控制，变速抽水蓄能机组在转子槽内设置三相交流励磁绕组，变速抽水蓄能机组的励磁系统为交流变频装置，变速抽水蓄能机组的励磁系统由交流变频装置代替常规常用的可控硅直流整流装置。变速抽水蓄能模型更考虑变速抽水蓄能机组的电气特性，其他模型可能更多考虑变速抽水蓄能机组的水利特性。

在变速抽水蓄能机组正常运行时，转子槽内的三相交流励磁绕组通过三相交流电产生相对于转子的旋转磁场。由于定子磁场频率需要保持在50Hz，当转子旋转频率发生变化时，调整输入转子励磁电流的频率，使变速抽水蓄能机组以恒定频率运行。

仿真模型建立单元工作过程具体包括以下步骤，

多节点电网机电仿真模型包括第一火电机组T1、第二火电机组T2、第一变压器T2W9、第二变压器T2W10、第三变压器T2W11、第四变压器T2W12和电抗器；

第一火电机组T1连接在第一18kV母线G1上，第一18kV母线G1与第一500kV母线B1-500中间通过第一变压器T2W9相连，第一500kV母线B1-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第三500kV母线B3-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第一220kV母线S1与第三500kV母线B3-500中间通过第四变压器T2W12相连，第二220kV母线B2-220与第一500kV母线B1-500中间通过第三变压器T2W11相连，第二220kV母线B2-220与第三500kV母线B3-500中间通过一条直流线路相连，第二220kV母线B2-220与第二18kV母线G2中间通过第二变压器T2W10相连，其中，第二火电机组T2与第二18kV母线G2相连，与第二220kV母线B2-220相连有第三火电机组T3，变速抽水蓄能机组V1连接在第一220kV母线S1上，负荷连接在第二220kV母线B2-220上，电抗器并联在第四500kV母线B4-500上。

机组切除单元工作过程具体包括以下步骤：

在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，在切除变速抽水蓄能机组V1条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰和V_S1 ⁰，采集连接在第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1上的第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰和θ_G3 ⁰，采集变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P⁰，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q⁰，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt⁰和变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It⁰，进行参数仿真分析；

分别查看V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰是否在正常运行方式时电压限定范围之内，θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰是否在相对功角限定范围内，S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰是否在对应的限定范围内；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰全部在正常运行方式时对应值限定范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入三相故障设置单元。

如果多节点电力网络的参数在波动范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

三相故障设置单元工作过程具体包括以下步骤：

将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹和V_S1 ¹，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P¹,变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q¹，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt¹,变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It¹，在电力系统分析综合程序数据库中进行仿真分析。

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹全部在事故运行方式时的对应值限定范围内，多节点电力网络在三相故障条件下仍能保持稳定；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹其中的任一数值超出事故运行方式时的对应值限定范围，则进入无功补偿装置加装单元。

无功补偿装置加装单元工作过程具体包括以下步骤：

变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，三相短路故障电网系统存在电压超限，采用无功补偿装置提高系统稳定性，具体包括以下步骤：

第一220kV母线S1安装2×2.5mvar第一感性无功补偿装置；

第三500kV母线B3-500配备第二感应无功补偿装置3Mvar；

第四500kV母线B4-500母线安装2×1.5mvar第三感应无功补偿装置；

增加无功补偿装置后，获取三相短路故障电网系统的相对功角曲线、各母线电压，加装无功补偿装置条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ²、θ_G2 ²和θ_G3 ²，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P²，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q²，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt²，变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It²，在电力系统分析综合程序数据库中进行仿真分析；

如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²在事故运行方式时电压限定范围之内，多节点电力网络在三相故障条件下，加装无功补偿装置后能保持稳定，并记录θ_G1 ²、θ_G2 ²、θ_G3 ²、S1_P²、S1_Q²、S1_Vt²和S1_It²；如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²超出事故运行方式时电压限定范围，则进入无功补偿装置的分组投切单元。

无功补偿装置的分组投切单元工作过程具体包括以下步骤，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²在事故运行方式时电压限定范围之内。

补充本发明的有益效果在于：

本文提出了一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，考虑可变速抽水蓄能机组受端易发生瞬时故障造成暂态功率突降的情况，以多节点电力网络各母线电压稳定运行为目标，建立了含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型。本发明通过切除变速抽水蓄能机组、三相短路故障分析了对多节点电网暂态稳定的影响，电网在切除变速抽水蓄能机组、三相短路故障条件下均能保持暂态稳定，但是有部分母线电压高于规定电压上限；针对部分母线电压越限的问题加装无功补偿装置，改善了电网系统的电压稳定性，防止因通信系统故障造成的过压事故，达到多节点电力网络稳定的目的，提高区域电力系统在故障发生时的安全及稳定。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例及技术方案，下面将对实施例及技术方案描述中所需要使用的附图作简单的介绍。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它的附图。

图1为本发明多节点电网机电仿真模型的多节点网络的结构示意图；

图2为加入无功补偿装置后，三相短路故障电网系统的相对功率角曲线；

图3为短路故障增加无功补偿后各母线电压波动；

图4为短路故障增加调速抽水蓄能补偿后母线功率、电压、电流。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，包括以下步骤：

步骤S1，建立变速抽水蓄能模型；

步骤S2，基于电力系统分析综合程序(power system analysis softwarepackage，PSASP)建立含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型；

步骤S3，在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组，进行多节点电力网络的参数分析；如果多节点电力网络的参数全部在正常运行方式时对应值限定范围内，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；如果多节点电力网络的参数其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S4；

电力系统暂态稳定性是指同步发电机在电力系统受到较大扰动时保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来运行状态的能力。电力系统在大扰动后能否保持稳定运行的主要指标如下：一是各单元之间的相对角摆幅是否逐渐衰减；功角稳定性的判据是发电机的相对功角差是否大于180°；当功角差小于180°时，瞬态功角稳定；否则，系统不稳定；二是局部地区的电压等级是否在可接受的范围内。暂态电压稳定的判据是系统被扰动后中心点电压不小于0.8pU且持续时间不大于1s，电压振荡幅度逐渐减小直至消失。

变速抽水蓄能机组的接入间接影响系统功角的稳定性，变速抽水蓄能机组包含大量电力电子设备，扰动时无功支持能力较弱，具有很大的影响。对系统暂态电压稳定性的影响。

步骤S4，设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电力网络的参数，进行参数分析；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数全部在事故运行方式时对应值限定范围内，则在三相故障条件下多节点电力网络仍能保持稳定；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数其中的任一数值超出事故运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S5；

多节点电力网络的参数包括第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角，变速抽水蓄能机组的端口有功功率，变速抽水蓄能机组的端口无功功率，变速抽水蓄能机组的端口电压和变速抽水蓄能机组的端口电流。

步骤S5，设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，判断电压参数是否超限，如果电压参数在事故运行方式时电压限定范围内，则在三相故障条件下，加装无功补偿装置后多节点电力网络能保持稳定；如果电压参数超出事故运行方式时电压限定范围，则进入步骤S6；

步骤S6，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至电压参数在故障方式运行时电压限定范围之内。

电压参数包括第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压。

步骤S1建立变速抽水蓄能模型具体包括以下步骤：变速抽水蓄能模型包括变速抽水蓄能机组，变速抽水蓄能机组采用交流励磁双馈电机，变速抽水蓄能机组的转子侧接交流变频励磁电源，实现机组转速与功率的解耦控制，变速抽水蓄能机组在转子槽内设置三相交流励磁绕组，变速抽水蓄能机组的励磁系统为交流变频装置，变速抽水蓄能机组的励磁系统由交流变频装置代替常规常用的可控硅直流整流装置。变速抽水蓄能模型更考虑变速抽水蓄能机组的电气特性，其他模型可能更多考虑变速抽水蓄能机组的水利特性。

在变速抽水蓄能机组正常运行时，转子槽内的三相交流励磁绕组通过三相交流电产生相对于转子的旋转磁场。由于定子磁场频率需要保持在50Hz，当转子旋转频率发生变化时，调整输入转子励磁电流的频率，使变速抽水蓄能机组以恒定频率运行。

步骤S2，基于电力系统分析综合程序(power system analysis softwarepackage，PSASP)建立含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型，本实施例是7节点电网机电仿真模型；

如图1所示，多节点电网机电仿真模型包括第一火电机组T1、第二火电机组T2、第一变压器T2W9、第二变压器T2W10、第三变压器T2W11、第四变压器T2W12和电抗器；

附图1中，G1为第一18kV母线，G2为第二18kV母线，母线B2-220为第二220kV母线，母线S1为第一220kV母线，母线B1-500为第一500kV母线，母线B3-500为第三500kV母线，母线B4-500为第四500kV母线；总线参数参见表1；

表1多节点电网机电仿真模型的总线参数

总线名称	参考电压	电压上限	电压下限	总线类型
					B1-500	525kV	550kV	490kV	AC
B2-220	230kV	230kV	200kV	AC
					B3-500	525kV	550kV	490kV	AC
B4-500	525kV	550kV	490kV	AC
					G1	18kV	18kV	15kV	AC
G2	18kV	18kV	15kV	AC
					S1	230kV	230kV	200kV	AC

第一火电机组T1连接在第一18kV母线G1上，第一18kV母线G1与第一500kV母线B1-500中间通过第一变压器T2W9相连，第一500kV母线B1-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第三500kV母线B3-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第一220kV母线S1与第三500kV母线B3-500中间通过第四变压器T2W12相连，第二220kV母线B2-220与第一500kV母线B1-500中间通过第三变压器T2W11相连，第二220kV母线B2-220与第三500kV母线B3-500中间通过一条直流线路相连，第二220kV母线B2-220与第二18kV母线G2中间通过第二变压器T2W10相连，其中，第二火电机组T2与第二18kV母线G2相连，与第二220kV母线B2-220相连有第三火电机组T3(附图1中不显示)，变速抽水蓄能机组V1连接在第一220kV母线S1上，负荷连接在第二220kV母线B2-220上，电抗器并联在第四500kV母线B4-500上。

步骤S3，在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，在切除变速抽水蓄能机组V1条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ⁰、V_B2 ⁰，、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰和V_S1 ⁰，采集连接在第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1上的第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰和θ_G3 ⁰，采集变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P⁰，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q⁰，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt⁰和变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It⁰，在电力系统分析综合程序数据库中进行分析；

分别查看V_B1 ⁰、V_B2 ⁰，、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰是否在电压限定范围之内，θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰是否在相对功角限定范围内，S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰是否在对应的限定范围内；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰，、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰全部在正常运行方式时对应值限定范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰，、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S4；

根据《标准电压(GB/T 156-2007)》，发电厂和500kV变电所的220kV母线，正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10％；事故运行方式时为系统额定电压的的-5％～+10％。θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰原数值的差异在相对功角限定范围内，则周期性稳定，S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰与原负荷值的差异在对应的限定范围内时，则7节点网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定，切除变速抽水蓄能机组V1条件下，所有参数V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰都能恢复到稳定范围内。

如果多节点电力网络的参数在波动范围内，7节点网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

步骤S4，将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹和V_S1 ¹，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P¹,变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q¹，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt¹,变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It¹，在电力系统分析综合程序数据库中进行仿真分析。

根据《标准电压(GB/T 156-2007)》，发电厂和500kV变电所的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10％；事故运行方式时为系统额定电压的的-5％～+10％。当相对功角需要保持周期性稳定，当参数数值都应在对应限定范围内，均能恢复到稳定值范围内。

分别查看V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹在事故运行方式时电压限定范围之内，θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹是否在相对功角限定范围内，S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹是否在对应的限定范围内；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹全部在事故运行方式时的对应值限定范围内，7节点网络在三相故障条件下仍能保持稳定。

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹其中的任一数值超出事故运行方式时的对应值限定范围，则进入步骤S5；根据根据《标准电压(GB/T 156-2007)》，事故运行方式时电压限定范围为系统额定电压的的-5％～+10％，相对功角、端口有功功率、端口无功功率、端口电压和端口电流的限定范围根据历史值设定。

步骤S5，变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，三相短路故障电网系统存在电压超限，采用无功补偿装置提高系统稳定性，具体包括以下步骤：

第一220kV母线S1安装2×2.5mvar第一感性无功补偿装置；

第三500kV母线B3-500配备第二感应无功补偿装置3Mvar；

第四500kV母线B4-500母线安装2×1.5mvar第三感应无功补偿装置；

增加无功补偿装置后，获取三相短路故障电网系统的相对功角曲线、各母线电压，加装无功补偿装置条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ²、θ_G2 ²和θ_G3 ²，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P²，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q²，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt²，变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It²，在电力系统分析综合程序数据库中进行仿真分析；

查看V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²在事故运行方式时的电压限定范围之内；如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²在故运行方式时的电压限定范围之内，7节点网络在三相故障条件下，加装无功补偿装置后能保持稳定，并记录θ_G1 ²、θ_G2 ²、θ_G3 ²、S1_P²、S1_Q²、S1_Vt²和S1_It²。

如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²超出故运行方式时的电压限定范围，则进入步骤S6。

增加无功补偿装置后，三相短路故障电网系统的相对功角曲线如图2所示。B1-500、B2-220、B3-500、B4-500、G1、G2、S1母线电压V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²波动如图3所示。短路故障增加无功补偿后变速抽水蓄能机组的母线功率、电压、电流如图4所示。

步骤S6，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²在故运行方式时的电压限定范围之内。

根据《标准电压(GB/T 156-2007)》，发电厂和500kV变电所的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10％；事故运行方式时为系统额定电压的的-5％～+10％，调整无功补偿数值，观察V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²数值在事故运行方式时电压限定范围内，实现系统电压的稳定性。

本文创新地将变速抽水蓄能机组引入电力系统分析软件包和PSASP的7节点电网机电仿真模型中。通过去除变速抽水蓄能机组和三相短路故障，分析了对7节点电网暂态稳定性的影响。在排除变速抽水蓄能机组和三相短路故障的情况下，电网暂态稳定可保持，但部分母线电压高于规定电压上限。应安装无功补偿装置以提高电网系统的电压稳定性，后续的变速抽水蓄能机组区域多节点网络分析方便实际应用误差小。

一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定系统，包括变速抽水蓄能模型建立单元、仿真模型建立单元、机组切除单元、三相故障设置单元、无功补偿装置加装单元和无功补偿装置的分组投切单元；

变速抽水蓄能模型建立单元建立变速抽水蓄能模型；

仿真模型建立单元建立含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型；

机组切除单元在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组，进行多节点电力网络的参数分析；如果多节点电力网络的参数全部在正常运行方式时对应值限定范围内，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；如果多节点电力网络的参数其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入三相故障设置单元；

三相故障设置单元设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电力网络的参数，进行参数分析；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数全部在事故运行方式时对应值限定范围内，则在三相故障条件下多节点电力网络仍能保持稳定；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数其中的任一数值超出事故运行方式时对应值限定范围，则进入无功补偿装置加装单元；

无功补偿装置加装单元在三相故障条件下，加装无功补偿装置，判断电压参数是否超限，如果电压参数在事故运行方式时电压限定范围内，则在三相故障条件下，加装无功补偿装置后多节点电力网络能保持稳定；如果电压参数超出事故运行方式时电压限定范围，则进入无功补偿装置的分组投切单元；

无功补偿装置的分组投切单元观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至电压参数在事故运行方式时电压限定范围之内。

变速抽水蓄能模型建立单元具体包括以下步骤：变速抽水蓄能模型包括变速抽水蓄能机组，变速抽水蓄能机组采用交流励磁双馈电机，变速抽水蓄能机组的转子侧接交流变频励磁电源，实现机组转速与功率的解耦控制，变速抽水蓄能机组在转子槽内设置三相交流励磁绕组，变速抽水蓄能机组的励磁系统为交流变频装置，变速抽水蓄能机组的励磁系统由交流变频装置代替常规常用的可控硅直流整流装置。变速抽水蓄能模型更考虑变速抽水蓄能机组的电气特性，其他模型可能更多考虑变速抽水蓄能机组的水利特性。

在变速抽水蓄能机组正常运行时，转子槽内的三相交流励磁绕组通过三相交流电产生相对于转子的旋转磁场。由于定子磁场频率需要保持在50Hz，当转子旋转频率发生变化时，调整输入转子励磁电流的频率，使变速抽水蓄能机组以恒定频率运行。

仿真模型建立单元工作过程具体包括以下步骤，

多节点电网机电仿真模型包括第一火电机组T1、第二火电机组T2、第一变压器T2W9、第二变压器T2W10、第三变压器T2W11、第四变压器T2W12和电抗器；

第一火电机组T1连接在第一18kV母线G1上，第一18kV母线G1与第一500kV母线B1-500中间通过第一变压器T2W9相连，第一500kV母线B1-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第三500kV母线B3-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第一220kV母线S1与第三500kV母线B3-500中间通过第四变压器T2W12相连，第二220kV母线B2-220与第一500kV母线B1-500中间通过第三变压器T2W11相连，第二220kV母线B2-220与第三500kV母线B3-500中间通过一条直流线路相连，第二220kV母线B2-220与第二18kV母线G2中间通过第二变压器T2W10相连，其中，第二火电机组T2与第二18kV母线G2相连，与第二220kV母线B2-220相连有第三火电机组T3，变速抽水蓄能机组V1连接在第一220kV母线S1上，负荷连接在第二220kV母线B2-220上，电抗器并联在第四500kV母线B4-500上。

机组切除单元工作过程具体包括以下步骤：

在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，在切除变速抽水蓄能机组V1条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰和V_S1 ⁰，采集连接在第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1上的第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰和θ_G3 ⁰，采集变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P⁰，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q⁰，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt⁰和变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It⁰，在电力系统分析综合程序数据库中进行分析；

分别查看V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰是否在正常运行方式时电压限定范围之内，θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰是否在相对功角限定范围内，S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰是否在对应的限定范围内；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰全部在正常运行方式时对应值限定范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰，、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入三相故障设置单元。

根据《标准电压(GB/T 156-2007)》，发电厂和500kV变电所的220kV母线，正常运行方式时电压允许偏差为系统额定电压0～+10％；事故运行方式时为系统额定电压的的-5％～+10％。变速抽水蓄能机组的的相对功角、端口有功功率、端口无功功率、端口电压、端口电流的正常运行方式时对应值限定范围和事故运行方式时对应值限定范围是相同的，根据历史数据设定。

θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰原数值的差异在相对功角限定范围内，则周期性稳定，S1_P⁰、S1-Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰与原负荷值的差异在对应的限定范围内时，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定，切除变速抽水蓄能机组V1条件下，多节点电网机电仿真模型的参数V_B1 ⁰、V_B2 ⁰，、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、s1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰都能恢复到稳定范围内。

如果多节点电力网络的参数在波动范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定。

三相故障设置单元工作过程具体包括以下步骤：

将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ¹，V_B2 ¹，V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹和V_S1 ¹，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P¹,变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q¹，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt¹,变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It¹，在电力系统分析综合程序数据库中进行仿真分析。

分别查看V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹和V_S1 ¹是否在事故方式运行时电压限定范围之内，θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹是否在相对功角限定范围内，S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹是否在对应的事故方式运行时限定范围内；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹全部在事故运行方式时的对应值限定范围内，多节点电力网络(本实施例7节点网络)在三相故障条件下仍能保持稳定。

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹其中的任一数值超出事故运行方式时的对应值限定范围，则进入无功补偿装置加装单元。

无功补偿装置加装单元工作过程具体包括以下步骤：

变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，三相短路故障电网系统存在电压超限，采用无功补偿装置提高系统稳定性，具体包括以下步骤：

第一220kV母线S1安装2×2.5mvar第一感性无功补偿装置；

第三500kV母线B3-500配备第二感应无功补偿装置3Mvar；

第四500kV母线B4-500母线安装2×1.5mvar第三感应无功补偿装置；

增加无功补偿装置后，获取三相短路故障电网系统的相对功角曲线、各母线电压，加装无功补偿装置条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ²、θ_G2 ²和θ_G3 ²，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P²，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q²，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt²，变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It²，在电力系统分析综合程序数据库中进行仿真分析；

如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²在事故运行方式时电压限定范围之内，7节点网络在三相故障条件下，加装无功补偿装置后能保持稳定，并记录θ_G1 ²、θ_G2 ²、θ_G3 ²、S1_P²、S1_Q²、S1_Vt²和S1_It²；如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²超出事故运行方式时电压限定范围，则进入无功补偿装置的分组投切单元。

无功补偿装置的分组投切单元工作过程具体包括以下步骤，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_s1 ²在事故运行方式时电压限定范围之内。

需要强调的是，上所述实施方式仅是本发明在一个具体的微电网中应用过程，本发明适用于不同规模和类型的微电网决策控制中，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组间可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组间组合成一个模块或单元或组间，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组间。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的方法。

以示例而非限制的方式，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在计算机可读介质的范围之内。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，建立变速抽水蓄能模型；

步骤S2，建立含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型；

步骤S3，在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，可变速抽水蓄能机组受端发生瞬时故障，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，进行多节点电力网络的参数分析；如果多节点电力网络的参数全部在正常运行方式时对应值限定范围内，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；如果多节点电力网络的参数其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S4；

步骤S4，将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电力网络的参数，进行参数分析；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数全部在事故运行方式时对应值限定范围内，则在三相故障条件下多节点电力网络仍能保持稳定；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数其中的任一数值超出事故运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S5；

步骤S5，设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，判断电压参数是否超限，如果电压参数在事故运行方式时电压限定范围内，则在三相故障条件下，加装无功补偿装置后多节点电力网络能保持稳定；如果电压参数超出事故运行方式时电压限定范围，则进入步骤S6；

步骤S6，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至电压参数在事故运行方式时电压限定范围之内；

步骤S1具体包括以下步骤：变速抽水蓄能模型包括变速抽水蓄能机组，变速抽水蓄能机组采用交流励磁双馈电机，变速抽水蓄能机组的转子侧接交流变频励磁电源，变速抽水蓄能机组在转子槽内设置三相交流励磁绕组，变速抽水蓄能机组的励磁系统为交流变频装置；

在变速抽水蓄能机组正常运行时，转子槽内的三相交流励磁绕组通过三相交流电产生相对于转子的旋转磁场；当转子旋转频率发生变化时，调整输入转子励磁电流的频率，使变速抽水蓄能机组以恒定频率运行；

步骤S2具体包括以下步骤，

多节点电网机电仿真模型包括第一火电机组T1、第二火电机组T2、第一变压器T2W9、第二变压器T2W10、第三变压器T2W11、第四变压器T2W12和电抗器；

第一火电机组T1连接在第一18kV母线G1上，第一18kV母线G1与第一500kV母线B1-500中间通过第一变压器T2W9相连，第一500kV母线B1-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第三500kV母线B3-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第一220kV母线S1与第三500kV母线B3-500中间通过第四变压器T2W12相连，第二220kV母线B2-220与第一500kV母线B1-500中间通过第三变压器T2W11相连，第二220kV母线B2-220与第三500kV母线B3-500中间通过一条直流线路相连，第二220kV母线B2-220与第二18kV母线G2中间通过第二变压器T2W10相连，其中，第二火电机组T2与第二18kV母线G2相连，与第二220kV母线B2-220相连有第三火电机组T3，变速抽水蓄能机组V1连接在第一220kV母线S1上，负荷连接在第二220kV母线B2-220上，电抗器并联在第四500kV母线B4-500上。

2.根据权利要求1所述的一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，其特征在于，

步骤S3具体包括以下步骤：

在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，在切除变速抽水蓄能机组V1条件下，采集多节点电网机电仿真模型的多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰和V_S1 ⁰，采集第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰和θ_G3 ⁰，采集变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P⁰，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q⁰，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt⁰和变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It⁰，进行多节点电力网络的参数分析；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰全部在正常运行方式时对应值限定范围内，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入步骤S4。

3.根据权利要求2所述的一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，其特征在于，

步骤S4具体包括以下步骤：

将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹和V_S1 ¹，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P¹,变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q¹，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt¹,变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It¹，进行多节点电力网络的参数仿真分析；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹全部在事故运行方式时的对应值限定范围内，则多节点电力网络在三相故障条件下仍能保持稳定；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹其中的任一数值超出事故运行方式时的对应值限定范围，则进入步骤S5。

4.根据权利要求3所述的一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，其特征在于，

步骤S5具体包括以下步骤：

变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，三相短路故障电网系统存在电压超限，采用无功补偿装置提高系统稳定性，具体包括以下步骤：

第一220kV母线S1安装2×2.5mvar第一感性无功补偿装置；

第三500kV母线B3-500配备第二感应无功补偿装置3Mvar；

第四500kV母线B4-500母线安装2×1.5mvar第三感应无功补偿装置；

增加无功补偿装置后，获取三相短路故障电网系统的相对功角曲线、各母线电压，加装无功补偿装置条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ²、θ_G2 ²和θ_G3 ²，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P²，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q²，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt²，变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It²，进行多节点电力网络的参数仿真分析；

如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²在事故运行方式时的电压限定范围之内，多节点电力网络在三相故障条件下，加装无功补偿装置后能保持稳定，并记录θ_G1 ²、θ_G2 ²、θ_G3 ²、S1_P²、S1_Q²、S1_Vt²和S1_It²；如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²超出事故运行方式时的电压限定范围，则进入步骤S6。

5.根据权利要求4所述的一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，其特征在于，

步骤S6具体包括以下步骤，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²在事故运行方式时的电压限定范围之内。

6.根据权利要求1所述的一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定方法，其特征在于，

电压限定范围包括正常运行方式时电压限定范围和事故运行方式时电压限定范围，正常运行方式时电压限定范围为电压允许偏差是系统额定电压0～+10％；事故运行方式时电压限定范围为电压允许偏差是系统额定电压的的-5％～+10％。

7.一种含可变速抽蓄机机组的多节点电力网络暂态稳定系统，其特征在于，包括变速抽水蓄能模型建立单元、仿真模型建立单元、机组切除单元、三相故障设置单元、无功补偿装置加装单元和无功补偿装置的分组投切单元；

变速抽水蓄能模型建立单元建立变速抽水蓄能模型；

仿真模型建立单元建立含变速抽水蓄能机组的多节点电网机电仿真模型；

机组切除单元在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，可变速抽水蓄能机组受端发生瞬时故障，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，进行多节点电力网络的参数分析；如果多节点电力网络的参数全部在正常运行方式时对应值限定范围内，则多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；如果多节点电力网络的参数其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入三相故障设置单元；

三相故障设置单元将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电力网络的参数，进行参数分析；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数全部在事故运行方式时对应值限定范围内，则在三相故障条件下多节点电力网络仍能保持稳定；如果三相故障条件下多节点电力网络的参数其中的任一数值超出事故运行方式时对应值限定范围，则进入无功补偿装置加装单元；

无功补偿装置加装单元在三相故障条件下，加装无功补偿装置，判断电压参数是否超限，如果电压参数在事故运行方式时电压限定范围内，则在三相故障条件下，加装无功补偿装置后多节点电力网络能保持稳定；如果电压参数超出事故运行方式时电压限定范围，则进入无功补偿装置的分组投切单元；

无功补偿装置的分组投切单元观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至电压参数在事故运行方式时电压限定范围之内；

变速抽水蓄能模型建立单元具体包括以下步骤：变速抽水蓄能模型包括变速抽水蓄能机组，变速抽水蓄能机组采用交流励磁双馈电机，变速抽水蓄能机组的转子侧接交流变频励磁电源，变速抽水蓄能机组在转子槽内设置三相交流励磁绕组，变速抽水蓄能机组的励磁系统为交流变频装置；

在变速抽水蓄能机组正常运行时，转子槽内的三相交流励磁绕组通过三相交流电产生相对于转子的旋转磁场；当转子旋转频率发生变化时，调整输入转子励磁电流的频率，使变速抽水蓄能机组以恒定频率运行；

仿真模型建立单元工作过程具体包括以下步骤，

多节点电网机电仿真模型包括第一火电机组T1、第二火电机组T2、第一变压器T2W9、第二变压器T2W10、第三变压器T2W11、第四变压器T2W12和电抗器；

第一火电机组T1连接在第一18kV母线G1上，第一18kV母线G1与第一500kV母线B1-500中间通过第一变压器T2W9相连，第一500kV母线B1-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第三500kV母线B3-500与第四500kV母线B4-500中间通过两条交流线相连，第一220kV母线S1与第三500kV母线B3-500中间通过第四变压器T2W12相连，第二220kV母线B2-220与第一500kV母线B1-500中间通过第三变压器T2W11相连，第二220kV母线B2-220与第三500kV母线B3-500中间通过一条直流线路相连，第二220kV母线B2-220与第二18kV母线G2中间通过第二变压器T2W10相连，其中，第二火电机组T2与第二18kV母线G2相连，与第二220kV母线B2-220相连有第三火电机组T3，变速抽水蓄能机组V1连接在第一220kV母线S1上，负荷连接在第二220kV母线B2-220上，电抗器并联在第四500kV母线B4-500上；

机组切除单元工作过程具体包括以下步骤：

在多节点电网机电仿真模型的多节点网络中，切断变速抽水蓄能机组V1与第一220kV母线S1的连接，在切除变速抽水蓄能机组V1条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰和V_S1 ⁰，采集连接在第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1上的第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰和θ_G3 ⁰，采集变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P⁰，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q⁰，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt⁰和变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It⁰，进行多节点电力网络的参数仿真分析；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰全部在正常运行方式时对应值限定范围内，多节点电力网络在受到切除变速抽水蓄能机组波动的情况下仍能保持稳定；

如果V_B1 ⁰、V_B2 ⁰,、V_B3 ⁰、V_B4 ⁰、V_G1 ⁰、V_G2 ⁰、V_S1 ⁰、θ_G1 ⁰、θ_G2 ⁰、θ_G3 ⁰、S1_P⁰、S1_Q⁰、S1_Vt⁰和S1_It⁰其中的任一数值超出正常运行方式时对应值限定范围，则进入三相故障设置单元；

三相故障设置单元工作过程具体包括以下步骤：

将变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障，在三相故障条件下采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电压V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹和V_S1 ¹，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P¹,变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q¹，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt¹,变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It¹，进行多节点电力网络的参数仿真分析；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹全部在事故运行方式时的对应值限定范围内，多节点电力网络在三相故障条件下仍能保持稳定；

如果V_B1 ¹,V_B2 ¹,V_B3 ¹，V_B4 ¹，V_G1 ¹，V_G2 ¹、V_S1 ¹、θ_G1 ¹,θ_G2 ¹,θ_G3 ¹、S1_P¹、S1_Q¹、S1_Vt¹和S1_It¹其中的任一数值超出事故运行方式时的对应值限定范围，则进入无功补偿装置加装单元；

无功补偿装置加装单元工作过程具体包括以下步骤：

变速抽水蓄能机组V1接入第一220kV母线S1，第一220kV母线S1设置三相故障条件下，加装无功补偿装置，三相短路故障电网系统存在电压超限，采用无功补偿装置提高系统稳定性，具体包括以下步骤：

第一220kV母线S1安装2×2.5mvar第一感性无功补偿装置；

第三500kV母线B3-500配备第二感应无功补偿装置3Mvar；

第四500kV母线B4-500母线安装2×1.5mvar第三感应无功补偿装置；

增加无功补偿装置后，获取三相短路故障电网系统的相对功角曲线、各母线电压，加装无功补偿装置条件下，采集多节点电网机电仿真模型多节点网络中第一500kV母线B1-500、第二220kV母线B2-220、第三500kV母线B3-500、第四500kV母线B4-500、第一18kV母线G1、第二18kV母线G2和第一220kV母线S1的母线电V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²和V_S1 ²，第一火电机组站T1、第二火电机组站T2和变速抽水蓄能机组V1相对功角θ_G1 ²、θ_G2 ²和θ_G3 ²，变速抽水蓄能机组的端口有功功率S1_P²，变速抽水蓄能机组的端口无功功率S1_Q²，变速抽水蓄能机组的端口电压S1_Vt²，变速抽水蓄能机组的端口电流S1_It²，进行多节点电力网络的参数仿真分析；

如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²在事故运行方式时电压限定范围之内，多节点电力网络在三相故障条件下，加装无功补偿装置后能保持稳定；如果V_B1 ²、V_B2 ²、V_B3 ²、V_B4 ²、V_G1 ²、V_G2 ²、V_S1 ²超出事故运行方式时电压限定范围，则进入无功补偿装置的分组投切单元，并记录θ_G1 ²、θ_G2 ²、θ_G3 ²、S1_P²、S1_Q²、S1_Vt²和S1_It²；

无功补偿装置的分组投切单元工作过程具体包括以下步骤，观察无功补偿装置投入效果，进行动态调整无功补偿装置的分组投切，直至V_B1 ²、V_B2 ²、V_B、₃ ²V_B、₄ ²、V_G1 ²、V_G2 ²在事故运行方式时电压限定范围之内。

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