[发明专利]基于运行方式灵敏度的电力系统低频振荡辅助决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统计算领域，具体涉及一种基于运行方式灵敏度的电力系统低频振荡辅助决策方法。 

背景技术

随着国民经济的发展，用电负荷的不断增加，电力系统正向着大区域互联电网的方向发展，大容量火电厂、水电站及新能源发电的投产，特高压交、直流电网的构建，将电网连成一个整体。 

在联网初期，系统之间的联系还比较弱，电网的低频振荡及系统的动态不稳定较为严重，虽然随着互联电网的扩大和完善，系统变得坚强，但潮流的加重，使得一旦区域间的传输断面功率增加或者发生故障时大量潮流转移，也容易引发区域间的低频振荡；在电网的规划和运行过程中，无论是新建厂站，新增线路，区域间联网，交、直流及特高压扩建，特别是调度部门在安排潮流方式，确定输电极限及校验系统稳定性时，小干扰稳定和低频振荡问题都是备受关注的重点。 

为了更好地指导电力系统的规划和运行，指导线路传输功率和发电厂出力的调整，提高系统的小干扰稳定性，抑制低频振荡，传统的做法是采用时域或者频域的方法计算当前运行状态下系统的特征值和振荡模式，找出阻尼较弱的模式和参与这些模式的机组，采取相应的措施（如安装PSS、调整出力、电压等）改变系统的运行状态，重新计算特征值和振荡模式，通过反复调整，直到将弱阻尼变为强阻尼，提高小干扰稳定性。 

在具体实施过程中，运行方式的调整更多地依赖于工程人员的经验和尝试，而没有一套系统的、针对实际电网运行状态的、可量化的调整策略。所以对运行方式的调整迫切需要一个有指导意义的指标，而低频振荡的辅助决策也迫切需要一套行之有效的方法，并用策略表的形式给出具体实施过程和能达到的效果。目前，特征值对运行方式的灵敏度指标在指导系统运行方式的调整提高系统阻尼方面，具有很好的敏感性和准确度，能够进行定量计算，且运行方式灵敏度已在电力系统小干扰稳定计算程序中实现。本发明即是基于运行方式灵敏度对电力系统低频振荡进行辅助决策的一种方法。 

发明内容

本发明基于已有的运行方式灵敏度指标及其计算程序，给出了基于运行方式灵敏度的电力系统低频振荡辅助决策的实现方法，较好地解决了指导运行方式的调整、提高系统阻尼、抑制低频振荡的问题，并得到辅助决策的策略表，根据策略表调整运行方式，能够取得比较满意的结果。 

本发明提供的基于运行方式灵敏度的电力系统低频振荡辅助决策方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤： 

I、系统的小干扰稳定计算； 

II、通过模式筛选，建立低频振荡辅助决策模型； 

III、对模型进行迭代求解； 

IV、生成辅助决策策略表； 

V、根据所述辅助决策策略表调控电力系统的运行方式。 

其中，步骤I计算系统的小干扰稳定的步骤包括： 

（1)输入电网参数，包括负荷、发电机、线路和变压器，进行潮流计算； 

（2)输入发电机、励磁调节器、电力系统稳定器PSS、调速器、负荷、风电机组和FACTS的参数，在潮流计算得到的系统稳态平衡点处进行线性化计算，形成线性化矩阵； 

（3)对系统的线性化矩阵求解特征值，并进一步求解特征向量、振荡频率、阻尼比、相关比和参与因子指标。 

其中，步骤II建立辅助决策模型的步骤包括： 

（4)根据设定的筛选条件，选出与低频振荡相关的振荡模式及参与的机组信息，振荡模式包括频率0.1～0.7的区域间模式及0.7～2.0的局部模式和厂站内模式； 

（5)对筛选出的振荡模式及参与的机组，建立低频振荡辅助决策的数学模型： 

（6)对筛选出的模式特征值，计算其对运行方式的灵敏度。 

其中，步骤III对模型进行迭代求解的步骤包括： 

（7)结合运行方式灵敏度指标，计算目标函数的梯度； 

（8)根据梯度值，并结合约束条件，对模式中参与的机组计算其运行方式的调整量； 

（9)根据上一步的结果调整运行方式，并计算新的平衡点处的线性化矩阵； 

（10)对新的线性化矩阵，计算筛选出的模式的特征值，及特征值对运行方式的灵敏度； 

（11)判断所述目标函数是否收敛或达到迭代次数限制，若不收敛或没有达到迭代次数限制，则返回步骤7，完成运行方式的优化调整。 

其中，步骤IV生成辅助决策策略表是指迭代过程中记录步骤（9）和步骤（10）的调整量，记录每次调整后达到的效果，即特征值、振荡频率和阻尼比的变化情况，最后汇总给出辅助决策的策略表。