[发明专利]缓解区内外关联耦合的多机群PSS协调优化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种缓解区内外关联耦合的多机群PSS协调优化方法。 

背景技术

电源开发受一次能源分布制约，在煤炭资源或水利资源富集的地区，将会形成大型电源基地多点集中开发的格局，例如新疆大型火电群主要围绕哈密、准东、伊犁等煤炭基地分布，四川大型水电基地主要分布于雅砻江、金沙江、大渡河等流域。集中开发多点分布的电源群，具有单机和总装机容量大的特点，其参与电网振荡的程度较高，相应其励磁调节系统中的电力系统稳定器PSS，对电网振荡阻尼特性的影响也较大。 

在跨大区资源优化配置、水火互济、错峰等联网效益的驱动下，区域电网逐步互联成为跨大区电网，其动态特性日趋复杂，安全稳定水平也发生显著变化。区域内部电网与区域外部电网间的关联耦合性也进一步增强，例如华北与华中电网通过长治-南阳-荆门特高压交流联络线跨大区互联后，华中四川电网内部故障将会引起区外特高压通道功率大幅波动，威胁互联电网稳定运行。以往机组PSS参数的整定，通常是以增强机组与区域本网以及区域本网与主网振荡阻尼为目标，然而在大区互联电网格局下，区内机组的PSS整定方案也将会对区外关键振荡模式产生明显影响。 

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种缓解区内外关联耦合的多机群PSS协调优化方法，能够改善跨大区互联电网动态特性，并增强区域间功率交换能力。 

为实现上述目的，本发明提供一种缓解区内外关联耦合的多机群机组PSS 协调优化方法，其改进之处在于，所述方法包括以下步骤： 

(1).构建区内外互联电网静态潮流模型与稳定计算模型； 

(2).利用小干扰频域特征根扫描，识别区外大电网关键机电振荡模式； 

(3).参与区外关键机电振荡模式的区内机组筛选与群划分； 

(4).以增强区外关键振荡模式阻尼为目标，逐群进行机组PSS参数优化； 

(5).多机群PSS参数综合协调优化； 

(6).评估区外关键断面输电能力提升效果。 

本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤1中，收集区内外电网输变电元件的静态和动态参数，以及各区域发电、负荷、关键断面交换功率运行数据，根据电网结构，构建互联电网静态潮流模型和稳定计算模型，其中发电机组采用计及励磁和调速系统的详细模型。 

本发明提供的第二优选技术方案中，在所述步骤2中，利用电力系统小干扰稳定计算程序，对互联电网小干扰稳定性进行机电振荡特征根的频域扫描，依据机群间相对振荡模态图，识别区外关键振荡模式。 

本发明提供的第三优选技术方案中，所述步骤3包括如下步骤： 

(3-1).依据区内机组参与区外关键振荡模式的因子，筛选出参与因子相对较大的机组，依据数值大小和机组数量，选择前30％的机组； 

(3-2).根据电气结构特征，将机组归入若干待考察机群。 

本发明提供的第四优选技术方案中，在所述步骤3-1中，依据区内机组参与区外关键振荡模式的因子，由大至小对机组进行排序，筛选出参与因子相对较大的机组； 

本发明提供的第五优选技术方案中，在所述步骤3-2中，电气结构特征，包括：机组电气联系紧密程度和同通道并网。 

本发明提供的第六优选技术方案中，在所述步骤4中，逐一提取待考察群，对群中机组PSS的增益参数进行等比例增减调节，观察区外关键振荡模式的小干扰阻尼比变化趋势；对群中机组PSS移相环节的超前、滞后参数分别进行等比例调节，观察区外关键振荡模式的阻尼比变化趋势；依据参数调节对阻尼比的影响，在参数可调范围内选择一组阻尼比提升幅度最大的方案。 

本发明提供的第七优选技术方案中，逐一针对优化后的机群PSS参数，在电网中施加短路故障大扰动冲击，对关键区域振荡进行PRONY阻尼比辨识，若阻尼比较无优化条件下的阻尼比减小，则该机群从待考察机组群中删除，否则该机群选用优化后的PSS参数。 

本发明提供的第八优选技术方案中，在所述步骤5中，依据单一机群PSS优化条件下大扰动关键区域振荡的阻尼比提升幅度，对待考察机群排序。 

本发明提供的第九优选技术方案中，逐一追加待考察机群，对其中的机组实施PSS优化配置方案，考察大扰动条件下关键区域振荡阻尼比的变化情况；若振荡阻尼比增大，则该机群PSS优化配置参数计入多机群PSS协调优化方案，否则该机群不采用PSS优化配置参数，恢复使用原PSS参数。