[发明专利]一种适用于电磁暂态分析的电力系统动态等值方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统动态等值方法，尤其涉及一种适用于电磁暂态分析的电力系统动态等值方法。

背景技术

随着我国交直流大电网的发展，使得交直流输电系统越来越庞大。现有的交直流电力系统机电暂态仿真程序只能模拟基波对称情况下的系统，对偏离理想假设条件的运行状态则不能给出精确和严格的分析；交直流混合系统不对称故障情况下，再按照机电暂态仿真程序的正序分量计算会得出与实际情况不符合的结果，所以目前应用于电力系统中的机电暂态仿真程序无法满足系统不对称故障期间的仿真要求。为了准确模拟含有多回大容量直流输电线路的交直流大电网在不对称故障期间的暂态特性，必须采用计算量非常大的电磁暂态仿真分析方法。对于大规模系统，直接用电磁暂态仿真计算，计算量太大，一般计算前都要对被仿真网络进行简化等值。

电力系统动态等值方法主要有同调等值法、模态等值法、辨识等值法三类，但这三类等值方法主要适合于机电暂态分析，在等值过程中会在连接内外部系统节点间引入等值的阻抗支路，有些支路会出现负电阻。但在电磁暂态仿真中无法处理负电阻支路，因此需要开发一套行之有效的适用于电磁暂态仿真的动态等值方法。

发明内容

本发明提供了一种适用于电磁暂态分析的电力系统动态等值方法，避免传统等值方法在等值过程中出现负阻抗支路的问题。

一种适用于电磁暂态分析的电力系统动态等值方法，保留电力系统中500kV及以上电压等级的主干网架，将500kV母线分为两类，其中第一类：500kV母线之间只通过500kV或以上电压等级的主干线路相连；第二类：500kV母线之间除了通过500kV或以上电压等级的主干线路相连之外，还通过低于500kV电压等级的线路相连；

所述的等值方法包括对第一类500kV母线进行等值和对第二类500kV母线进行等值，其中对第一类500kV母线进行等值为对与每条第一类500kV母线连接的低于500kV电压等级的网络逐一进行等值，包括构建等值模型和确定模型参数：

构建等值模型：将与每条第一类500kV母线连接的低于500kV电压等级的网络等值为一个等值发电机和一个等值负荷，其中等值发电机与该条第一类500kV母线通过一个等值升压变压器相连，等值负荷与该条第一类500kV母线通过一个等值降压变压器相连；

确定模型参数：确定等值发电机的容量、该条第一类500kV母线电压、从低于500kV电压等级的网络注入到该条第一类500kV母线的短路电流以及等值发电机的次暂态电抗，根据等值前后注入第一类500kV母线短路电流保持不变的原则，确定等值发电机的参数；根据等值前后电力系统潮流不变的原则，确定与该条第一类500kV母线相连的等值负荷的参数；

所述的对第二类500kV母线进行等值为将所有第二类500kV母线根据是否通过同一低于500kV电压等级的网络相连划分为不同集合，将与同一低于500kV电压等级的网络相连的第二类500kV母线划分在同一集合内，对与每个集合相关的低于500kV电压等级的网络逐一进行等值，包括构建等值模型和确定模型参数：

构建等值模型：将与每个集合内所有第二类500kV母线连接的低于500kV电压等级的网络等值为一个等值发电机和数量与该集合内第二类500kV母线相同的等值负荷，其中等值发电机与该集合内每条第二类500kV母线之间分别通过各自的等值升压变压器相连，每个等值负荷与和其对应的第二类500kV母线通过各自的等值降压变压器相连；

确定模型参数：确定等值发电机的容量、有功功率、无功功率；该集合内所有第二类500kV母线的母线电压；从低于500kV电压等级的网络注入到所有该集合内每条第二类500kV母线的短路电流以及等值发电机的次暂态电抗，根据注入所有第二类500kV母线的短路电流保持不变的原则，确定的等值发电机的参数；根据等值前后电力系统潮流不变的原则，确定每个等值负荷的参数。

所述的对第一类500kV母线进行等值中确定模型参数的方法为：

(1)获取与单条第一类500kV母线通过低于500kV电压等级的网络相连的所有发电机的容量和惯性时间常数，计算得到相应的等值发电机的容量和惯性时间常数；

(2)获取该条第一类500kV母线的电压幅值和相角，得到该条第一类500kV母线电压；

(3)根据等值前电力系统的短路电流计算得到从低于500kV电压等级的网络注入该条第一类500kV母线的短路电流；