CN116247660A - 电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统 - Google Patents

电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116247660A
CN116247660A CN202310097581.4A CN202310097581A CN116247660A CN 116247660 A CN116247660 A CN 116247660A CN 202310097581 A CN202310097581 A CN 202310097581A CN 116247660 A CN116247660 A CN 116247660A
Authority
CN
China
Prior art keywords
synchronous generator
power grid
stability margin
simulation time
power
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.)
Pending
Application number
CN202310097581.4A
Other languages
English (en)
Inventor
徐泰山
鲍颜红
任先成
吴峰
张金龙
姜薇
杨可昕
杜翔飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nari Technology Co Ltd
Original Assignee
Nari Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nari Technology Co Ltd filed Critical Nari Technology Co Ltd
Priority to CN202310097581.4A priority Critical patent/CN116247660A/zh
Publication of CN116247660A publication Critical patent/CN116247660A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统,包括确定扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点;针对各时点,以能量平衡支点为边界将同步发电机划分为两个同步发电机集,根据两个同步发电机集中发电机转子惯量中心角,确定同步发电机集的领前或滞后属性;根据领前发电机集与滞后发电机集的转子惯量中心角之差,确定稳定裕度计算的时段及子时段;根据各子时段内所有时点同步发电机转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和时点数,计算各子时段对应的暂态功角稳定裕度,取其中最小值作为扰动后电网的暂态功角稳定裕度。同时公开了相应的系统。本发明为不同运行状态下不同扰动后电力系统暂态功角稳定量化评估提供了依据。

Description

电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统
技术领域
本发明涉及一种电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统,属于电力系统稳定分析技术领域。
背景技术
基于扩展等面积准则的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法已在工程中得到应用,该方法通过互补群惯量中心-相对运动变换,将扰动后电力系统中所有同步发电机运行轨迹映射为一系列时变单机无穷大系统(OMIB)的映象轨迹,再基于OMIB的功率-角度曲线,通过计算动能加速面积、动能减速面积确定各OMIB映象的稳定裕度,将其中稳定裕度最小值作为扰动后电力系统的暂态功角稳定裕度。该方法基于暂态全过程对同步发电机进行分群,没有区分暂态过程中各时点同步发电机分群不同对暂态功角稳定性影响的差异。此外,针对稳定的映象轨迹,该方法需要基于假设外推等值发电机的电磁功率-角度曲线和机械功率-角度曲线,以潜在的动能减少面积作为扰动后电力系统的暂态功角稳定裕度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:在电力系统暂态功角稳定裕度计算过程中,如何在暂态过程中各仿真时点对同步发电机进行动态分群,基于电网中同步发电机保持同步运行的本质特征直接计算扰动后电力系统的暂态功角稳定裕度。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
第一方面,提供一种电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,包括:
针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点;
针对各仿真时点,以电网能量平衡支点为边界将同步发电机划分为两个同步发电机集,获得各仿真时点对应的两个同步发电机集;
针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集;
根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段;
根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率;
根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度;
取各子时段对应的电网暂态功角稳定裕度中的最小值作为扰动后电网的暂态功角稳定裕度。
在一些实施例中,针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点,包括:
针对预设电网运行状态进行预设扰动的时域仿真,获得预设扰动后各仿真时点对应的用于网络方程计算的导纳矩阵;
针对各仿真时点对应的用于网络方程计算的导纳矩阵,分别通过静态网络等值将电网等值为满足设定条件的3节点5支路网络,其中节点包括两个等值电源节点和1个等值负荷节点,网路支路包括3个节点的对地支路和两个等值电源节点与等值负荷节点之间的支路,所述设定条件为两个等值电源节点注入到等值负荷节点的电流相等;
针对各仿真时点,分别通过静态网络等值过程的回溯,确定等值负荷节点在等值前电网中的位置,将该位置作为电网的能量平衡支点。
针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中同步发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集,包括:
Figure BDA0004072273280000031
Figure BDA0004072273280000032
式中,Ai、Bi分别为第i仿真时点对应的两个同步发电机集,
Figure BDA0004072273280000033
分别为Ai、Bi中同步发电机第i仿真时点的转子惯量中心角,Mi.a、δi.a分别为Ai中同步发电机a第i仿真时点的转动惯量和内电势相角,Mi.b、δi.b分别为Bi中同步发电机b第i仿真时点的转动惯量和内电势相角。
在一些实施例中,根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段,包括:
若第i个仿真时点对应的Ai为领前同步发电机集,则将第i个仿真时点对应的领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差δi设置为
Figure BDA0004072273280000034
否则,将第i个仿真时点对应的领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差δi设置为
Figure BDA0004072273280000035
针对由各仿真时点δi组成的时序数据,若其中至少有一个数据大于等于δs,则将其中数据所对应序号的最小值记录为Ie,并将在Ie之前且与Ie最邻近的极值点对应的序号记录为Is,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段对应的起始序号、结束序号分别为Is和Ie,子时段为1个,子时段对应的起始序号、结束序号分别为Is和Ie,否则,将极值点数记为M,按极值点对应的序号由小到大的顺序对极值点进行排序,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段对应的起始序号、结束序号分别为1和第M个极值点对应的序号,子时段为M个,第1个子时段对应的起始序号、结束序号分别为1和第1个极值点对应的序号,第2个子时段对应的起始序号、结束序号分别为第1个极值点对应的序号和第2个极值点对应的序号,以此类推,第M个子时段对应的起始序号、结束序号分别为第(M-1)个极值点对应的序号和第M个极值点对应的序号;
其中,δs为设定参数。
在一些实施例中,根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率,包括:
Figure BDA0004072273280000041
式中,ωj.k为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的电网中同步发电机的转子惯量中心频率,G为电网中同步发电机全集,Mj.k.g、ωj.k.g分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的G中同步发电机g的转动惯量和频率。
在一些实施例中,根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度,包括:
Figure BDA0004072273280000051
式中,ηj为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段对应的电网暂态功角稳定裕度,α、β为设定的参数,β大于0,Ij.s、Ij.e分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段对应的起始序号、结束序号,Cj.k、Dj.k分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的领前同步发电机集和滞后同步发电机集,G为电网中同步发电机全集,Mj.k.g、ωj.k.g分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的G中同步发电机g的转动惯量和频率,ωj.k为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的电网中同步发电机的转子惯量中心频率,ωup.g、ωdn.g分别为设定的同步发电机g的暂态频率安全上限值和下限值。
在一些实施例中,针对预设电网运行状态下预设扰动后电网是由两个及以上异步运行子电网组成的情况,分别对各个异步运行子电网进行独立处理。
第二方面,提供一种电力系统暂态功角稳定裕度计算系统,包括,
能量平衡支点确定模块:针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点;
同步发电机集生成模块:针对各仿真时点,以电网能量平衡支点为边界将同步发电机划分为两个同步发电机集,获得各仿真时点对应的两个同步发电机集;
同步发电机集属性确定模块:针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集;
裕度计算时段及子时段确定模块:根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段;
转子惯量中心频率计算模块:根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率;
子时段稳定裕度计算模块:根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度;
电网稳定裕度确定模块:取各子时段对应的电网暂态功角稳定裕度中的最小值作为扰动后电网的暂态功角稳定裕度。
第三方面,提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行电力系统暂态功角稳定裕度计算方法。
第四方面,提供一种计算设备,包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行电力系统暂态功角稳定裕度计算方法的指令。
本发明所达到的有益效果:本发明考虑了暂态过程中各时点同步发电机分群不同对电网暂态功角稳定性影响的差异,基于暂态过程中电网能量平衡支点对同步发电机进行动态分群,根据暂态过程中领前同步发电机、滞后同步发电机相对于所有同步发电机转子惯量中心的动能偏差量,设计了电力系统暂态功角稳定裕度评估指标,切合电网中同步发电机保持同步运行的本质特征要求,为不同运行状态下不同扰动后电力系统的暂态功角稳定量化评估提供了依据。
附图说明
图1为本发明实施例方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示,电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,包括以下步骤:
步骤1,针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点。
具体过程如下:
11)针对预设电网运行状态进行预设扰动的时域仿真,获得预设扰动后各仿真时点对应的用于网络方程计算的导纳矩阵;
12)针对各仿真时点对应的用于网络方程计算的导纳矩阵,分别通过静态网络等值将电网等值为满足设定条件的3节点5支路网络,其中节点包括两个等值电源节点和1个等值负荷节点,网路支路包括3个节点的对地支路和两个等值电源节点与等值负荷节点之间的支路,所述设定条件为两个等值电源节点注入到等值负荷节点的电流相等;
13)针对各仿真时点,分别通过静态网络等值过程的回溯,确定等值负荷节点在等值前电网中的位置,将该位置作为电网的能量平衡支点。
电网能量平衡支点在暂态过程中是动态变化的,每个仿真时点都有对应的电网能量平衡支点。
步骤2,针对各仿真时点,以电网能量平衡支点为边界将同步发电机划分为两个同步发电机集,获得各仿真时点对应的两个同步发电机集。
步骤3,针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中同步发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集。
具体计算公式为:
Figure BDA0004072273280000081
Figure BDA0004072273280000082
式中,Ai、Bi分别为第i仿真时点对应的两个同步发电机集,
Figure BDA0004072273280000083
分别为Ai、Bi中同步发电机第i仿真时点的转子惯量中心角,Mi.a、δi.a分别为Ai中同步发电机a第i仿真时点的转动惯量和内电势相角,Mi.b、δi.b分别为Bi中同步发电机b第i仿真时点的转动惯量和内电势相角。
步骤4,根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段。
具体过程如下:
41)若第i个仿真时点对应的Ai为领前同步发电机集,则将第i个仿真时点对应的领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差δi设置为
Figure BDA0004072273280000092
否则,将第i个仿真时点对应的领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差δi设置为
Figure BDA0004072273280000093
42)针对由各仿真时点δi组成的时序数据,若其中至少有一个数据大于等于δs,则将其中数据所对应序号的最小值记录为Ie,并将在Ie之前且与Ie最邻近的极值点对应的序号记录为Is,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段对应的起始序号、结束序号分别为Is和Ie,子时段为1个,子时段对应的起始序号、结束序号分别为Is和Ie,否则,将极值点数记为M,按极值点对应的序号由小到大的顺序对极值点进行排序,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段对应的起始序号、结束序号分别为1和第M个极值点对应的序号,子时段为M个,第1个子时段对应的起始序号、结束序号分别为1和第1个极值点对应的序号,第2个子时段对应的起始序号、结束序号分别为第1个极值点对应的序号和第2个极值点对应的序号,以此类推,第M个子时段对应的起始序号、结束序号分别为第(M-1)个极值点对应的序号和第M个极值点对应的序号;
其中,δs为设定参数,通常设置为180°。
步骤5,根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率。
具体计算公式为:
Figure BDA0004072273280000091
式中,ωj.k为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的电网中同步发电机的转子惯量中心频率,G为电网中同步发电机全集,Mj.k.g、ωj.k.g分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的G中同步发电机g的转动惯量和频率。
步骤6,根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度。
具体计算公式为;
Figure BDA0004072273280000101
式中,ηj为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段对应的电网暂态功角稳定裕度,α、β为设定的参数,β大于0,α通常设置为1,β通常设置为2,Ij.s、Ij.e分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段对应的起始序号、结束序号,Cj.k、Dj.k分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的领前同步发电机集和滞后同步发电机集,G为电网中同步发电机全集,Mj.k.g、ωj.k.g分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的G中同步发电机g的转动惯量和频率,ωj.k为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的电网中同步发电机的转子惯量中心频率,ωup.g、ωdn.g分别为设定的同步发电机g的暂态频率安全上限值和下限值,通常分别设置为同步发电机额定频率1.02倍和0.96倍,也可以根据同步发电机对暂态频率安全的差异化要求设置不同的暂态频率安全上限值和下限值。
步骤7,取各子时段对应的电网暂态功角稳定裕度中的最小值作为扰动后电网的暂态功角稳定裕度。
针对预设电网运行状态下预设扰动后电网是由两个及以上异步运行子电网组成的情况,分别对各个异步运行子电网进行独立处理。
通过上述方法,获得电网暂态功角稳定裕度越大,表示电网的暂态功角稳定程度越高,反之,获得电网暂态功角稳定裕度越小,表示电网的暂态功角稳定程度越低。
通过上述方法实现了电力系统暂态功角稳定裕度的计算,为不同运行状态下不同扰动后电力系统暂态功角稳定量化评估提供了依据。
实施例2
电力系统暂态功角稳定裕度计算系统,包括,
能量平衡支点确定模块:针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点;
同步发电机集生成模块:针对各仿真时点,以电网能量平衡支点为边界将同步发电机划分为两个同步发电机集,获得各仿真时点对应的两个同步发电机集;
同步发电机集属性确定模块:针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集;
裕度计算时段及子时段确定模块:根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段;
转子惯量中心频率计算模块:根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率;
子时段稳定裕度计算模块:根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度;
电网稳定裕度确定模块:取各子时段对应的电网暂态功角稳定裕度中的最小值作为扰动后电网的暂态功角稳定裕度。
实施例3
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行实现实施例1所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法。
实施例4
一种计算设备,包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行实现实施例1所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法的指令。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,其特征在于,包括:
针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点;
针对各仿真时点,以电网能量平衡支点为边界将同步发电机划分为两个同步发电机集,获得各仿真时点对应的两个同步发电机集;
针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集;
根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段;
根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率;
根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度;
取各子时段对应的电网暂态功角稳定裕度中的最小值作为扰动后电网的暂态功角稳定裕度。
2.根据权利要求1所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,其特征在于:针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点,包括:
针对预设电网运行状态进行预设扰动的时域仿真,获得预设扰动后各仿真时点对应的用于网络方程计算的导纳矩阵;
针对各仿真时点对应的用于网络方程计算的导纳矩阵,分别通过静态网络等值将电网等值为满足设定条件的3节点5支路网络,其中节点包括两个等值电源节点和1个等值负荷节点,网路支路包括3个节点的对地支路和两个等值电源节点与等值负荷节点之间的支路,所述设定条件为两个等值电源节点注入到等值负荷节点的电流相等;
针对各仿真时点,分别通过静态网络等值过程的回溯,确定等值负荷节点在等值前电网中的位置,将该位置作为电网的能量平衡支点。
3.根据权利要求1所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,其特征在于:针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中同步发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集,包括:
Figure FDA0004072273260000021
Figure FDA0004072273260000022
式中,Ai、Bi分别为第i仿真时点对应的两个同步发电机集,
Figure FDA0004072273260000023
分别为Ai、Bi中同步发电机第i仿真时点的转子惯量中心角,Mi.a、δi.a分别为Ai中同步发电机a第i仿真时点的转动惯量和内电势相角,Mi.b、δi.b分别为Bi中同步发电机b第i仿真时点的转动惯量和内电势相角。
4.根据权利要求1和3所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,其特征在于:根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段,包括:
若第i个仿真时点对应的Ai为领前同步发电机集,则将第i个仿真时点对应的领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差δi设置为
Figure FDA0004072273260000031
否则,将第i个仿真时点对应的领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差δi设置为
Figure FDA0004072273260000032
针对由各仿真时点δi组成的时序数据,若其中至少有一个数据大于等于δs,则将其中数据所对应序号的最小值记录为Ie,并将在Ie之前且与Ie最邻近的极值点对应的序号记录为Is,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段对应的起始序号、结束序号分别为Is和Ie,子时段为1个,子时段对应的起始序号、结束序号分别为Is和Ie,否则,将极值点数记为M,按极值点对应的序号由小到大的顺序对极值点进行排序,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段对应的起始序号、结束序号分别为1和第M个极值点对应的序号,子时段为M个,第1个子时段对应的起始序号、结束序号分别为1和第1个极值点对应的序号,第2个子时段对应的起始序号、结束序号分别为第1个极值点对应的序号和第2个极值点对应的序号,以此类推,第M个子时段对应的起始序号、结束序号分别为第(M-1)个极值点对应的序号和第M个极值点对应的序号;
其中,δs为设定参数。
5.根据权利要求1所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,其特征在于:根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率,包括:
Figure FDA0004072273260000041
式中,ωj.k为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的电网中同步发电机的转子惯量中心频率,G为电网中同步发电机全集,Mj.k.g、ωj.k.g分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的G中同步发电机g的转动惯量和频率。
6.根据权利要求1、4和5所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,其特征在于:根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度,包括:
Figure FDA0004072273260000042
式中,ηj为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段对应的电网暂态功角稳定裕度,α、β为设定的参数,β大于0,Ij.s、Ij.e分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段对应的起始序号、结束序号,Cj.k、Dj.k分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的领前同步发电机集和滞后同步发电机集,G为电网中同步发电机全集,Mj.k.g、ωj.k.g分别为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的G中同步发电机g的转动惯量和频率,ωj.k为电网暂态功角稳定裕度计算时段的第j个子时段内第k个仿真时点对应的电网中同步发电机的转子惯量中心频率,ωup.g、ωdn.g分别为设定的同步发电机g的暂态频率安全上限值和下限值。
7.根据权利要求1所述的电力系统暂态功角稳定裕度计算方法,其特征在于:针对预设电网运行状态下预设扰动后电网是由两个及以上异步运行子电网组成的情况,分别对各个异步运行子电网进行独立处理。
8.电力系统暂态功角稳定裕度计算系统,其特征在于:包括,
能量平衡支点确定模块:针对预设电网运行状态,确定预设扰动后各仿真时点对应的电网能量平衡支点;
同步发电机集生成模块:针对各仿真时点,以电网能量平衡支点为边界将同步发电机划分为两个同步发电机集,获得各仿真时点对应的两个同步发电机集;
同步发电机集属性确定模块:针对各仿真时点,计算两个同步发电机集中发电机转子惯量中心角,将其中转子惯量中心角大的同步发电机集定义为领前同步发电机集,将转子惯量中心角小的同步发电机集定义为滞后同步发电机集;
裕度计算时段及子时段确定模块:根据各仿真时点领前同步发电机集与滞后同步发电机集的转子惯量中心角之差,确定电网暂态功角稳定裕度计算的时段及子时段;
转子惯量中心频率计算模块:根据电网暂态功角稳定裕度计算时段内每个仿真时点电网中同步发电机的转动惯量和频率,计算各仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率;
子时段稳定裕度计算模块:根据电网暂态功角稳定裕度计算各子时段内所有仿真时点电网中同步发电机的转子惯量中心频率、同步发电机转动惯量及频率和仿真时点数,计算该子时段对应的电网暂态功角稳定裕度;
电网稳定裕度确定模块:取各子时段对应的电网暂态功角稳定裕度中的最小值作为扰动后电网的暂态功角稳定裕度。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,其特征在于:所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行根据权利要求1至7所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备,其特征在于:包括,
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至7所述的方法中的任一方法的指令。
CN202310097581.4A 2023-02-01 2023-02-01 电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统 Pending CN116247660A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310097581.4A CN116247660A (zh) 2023-02-01 2023-02-01 电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310097581.4A CN116247660A (zh) 2023-02-01 2023-02-01 电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116247660A true CN116247660A (zh) 2023-06-09

Family

ID=86629086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310097581.4A Pending CN116247660A (zh) 2023-02-01 2023-02-01 电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116247660A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107689638B (zh) 一种基于相轨迹分析的含风电电力系统暂态协调控制方法
CN109670213A (zh) 一种风电场多机等值建模方法及装置
CN110210106B (zh) 基于fpga的风电场实时仿真器模块级流水线设计方法
CN115017787A (zh) 基于智能算法的风电场电压穿越特性等值建模方法及系统
CN113094936A (zh) 一种适用于次同步振荡分析的改进直驱风电场奇异摄动降阶方法
CN114123344A (zh) 基于自适应递推最小二乘的电力系统惯量评估方法及装置
CN114204611A (zh) 一种适用所有阻尼状态的频率响应解析计算方法
CN106602610B (zh) 一种风电场等值模型的建立方法
CN108899930A (zh) 基于主成份分析法和分层聚类算法的风电场等值建模方法
CN111934345A (zh) 一种可再生能源电力系统的暂态能量函数计算方法
Ba et al. A simulation scheme for AGC relevant studies
CN110890751B (zh) 一种适用含高比例风电电力系统的暂态稳定特征保全方法
CN116247660A (zh) 电力系统暂态功角稳定裕度计算方法及系统
Yesil et al. Preliminary Studies on Dynamic Reduction of the Turkish Transmission Network
CN110782107A (zh) 一种评估电网暂态稳定性的方法及系统
CN110912152B (zh) 一种用于确定电力系统新能源最大占比的方法及系统
Ren et al. Voltage Stability Analysis of Front‐End Speed Controlled Wind Turbine Integrated into Regional Power Grid Based on Bifurcation Theory
CN114977189A (zh) 一种基于DistFlow线性潮流的配电网潮流计算方法及系统
CN103904649B (zh) 一种适用于含不同阶次模型的发电机聚合方法
CN109858091B (zh) 一种永磁直驱风电机组电磁暂态仿真方法和装置
CN110890769B (zh) 一种确定新能源调频的电力系统频率偏差的方法及系统
CN116127742A (zh) 同步发电机对电网暂态功角稳定的影响度计算方法及系统
CN109873454B (zh) 一种受端电网中机组群电压支撑能力的评估方法和装置
CN117937468B (zh) 基于扩展相轨迹理论的电网动态安全域构建方法及装置
Yang et al. A unified scheme for power system transient stability simulation and transient stability assessment

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination