[发明专利]区域发电机群综合等效阻尼特性的在线分析方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统小干扰稳定性分析领域，具体涉及一种发电机发电机群的综合阻尼特性在线分析方法。

背景技术

随着大区联网的发展，我国的电力系统规模日益壮大，发电机组呈现群集的特点，区域间的低频振荡问题日益突出，使得低频振荡成为全网安全稳定运行的主要障碍之一。电力系统低频振荡问题属于电力系统小干扰稳定性分析的范畴，因此电力系统小干扰稳定性成为电力系统主要关注的稳定问题之一。

随着广域测量系统的发展，电力系统实现了全网的同步在线监测，随之涌现了很多在线的全网低频振荡分析方法，如信号分析法，以及在广域测量系统中设计全网振荡特性离线分析功能模块等。以区域发电机群为对象分析全网低频振荡特性的方法主要是“慢同调”等值法，通过参数聚合的方法得到区域发电机群的等值模型，以之替代区域发电机群进行全网的低频振荡分析。Saitoh H.，等人的.“On-line modal analysis based on synchronizedmeasurement technology”(Proceedings of International Conference on PowerSystem Technology，2002(PowerCon 2002)，pp817～822)提出了一种基于在线同步测量信息的系统小干扰稳定的模态分析方法，具体方法是：根据慢同调从不同的区域发电机群中取各取一台对其功角和角速度进行同步监测，并同步监测负荷的动态变化；基于线性化理论，采用最小二乘技术在线以功角偏差量和角速度偏差量为状态变量、以负荷节点的有功功率波动为输入形成系统的状态矩阵，对形成的状态矩阵进行模态分析，得到系统的区域间低频振荡模式的频率、阻尼比及模态图等。

然而，现有的在线低频振荡分析方法用于区域发电机群综合等效阻尼特性的研究时存在以下问题：

1、基于广域测量系统在线信息检测的信号分析法，不能够提供低频振荡模式的相关机组及发电机间的相对振荡情况；

2、全网低频振荡的慢同调等值法不能有效利用广域测量系统的在线监测信息，通过离线聚合的方式得到区域发电机群的等值发电机模型时需要知道区域发电机群内所有发电机的详细模型参数和开机状况，并且需要进行区域发电机群内部网络的化简，过程较为繁琐，实用性较差；

3、在线的模态分析法需要广域测量系统在全网的范围内不同的地点设置很多的测量点，以提供的足够动态信息生成全网的状态矩阵，这种方法的成本高，抗干扰能力较差；

4、结合我国的电力系统的机组群集特点，例如在一个区域内集中了多台中小型水电机组，进行全网低频振荡分析时存在如下的问题：单台发电机对某个低频振荡模式的参与因子很小，但发电机群对该模式的参与因子之和却很大，群集的发电机以发电机群的形式对该低频振荡模式产生的影响已不可忽略；现有在线的全网低频振荡分析方法大多只关注全网的区域间振荡模式稳定与否、相关机组等信息，而以区域发电机群为对象研究其对全网低频振荡阻尼特性影响的工作还很少见到，亟待开展相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种区域发电机群综合阻尼特性的在线分析方法，其可解决上述现有的在线分析方法中存在的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种区域发电机群综合阻尼特性的在线分析方法。包括以下步骤：

(1)对全网进行潮流计算，基于电气距离法划分区域发电机群，从中选择某一区域发电机群作为研究对象，并确定其与其它区域发电机群的联络线；

(2)通过设置在联络线的区内节点处的测量点对联络线进行在线监测，以判断其发生的有功功率波动的幅值是否大于设定的阈值；

(3)若有功功率波动的幅值大于设定的阈值则进入步骤(4)，若有功功率波动的幅值小于或等于设定的阈值则返回上述步骤(2)；

(4)记录联络线的两端节点的电压波动数据及其区内节点处的有功功率和无功功率波动的数据，并记录有功功率波动结束后联络线的两端节点的电压及其区内节点处的有功功率和无功功率；

(5)对联络线的两端节点的电压及其区内节点处的有功功率、无功功率的波动数据和波动结束后的数据进行计算，以得到区域发电机群的扰动运行工况和稳态运行工况；

(6)将所有联络线的有功功率波动的数据做代数和，以得到合成有功功率的波动数据，并根据合成有功功率的波动数据确定主导振荡模式；

(7)根据区域发电机群的扰动运行工况和稳态运行工况以及主导振荡模式建立区域发电机群的、适用于小干扰稳定性分析的区域等值模型，以替代区域发电机群；