[发明专利]一种适用于含不同阶次模型的发电机聚合方法

说明书

技术领域

本发明是一种适用于含不同阶次模型的发电机聚合方法，属于电力系统动态等值技术应用的创新技术。

背景技术

发电机聚合是将多台具有相似动态特性发电机进行合并化简的过程，它是电力系统动态等值化简中的核心工作。传统的聚合方式可以大致分为经典聚合、详细聚合和寻优聚合三种。经典聚合的常见思路是加权求和，但要求等值前后的元件模型具有相同的结构形式。而寻优聚合则是围绕等值机传递函数与待聚合发电机传递函数的频率响应偏差最小这一优化目标，通过选择不同的寻优算法，从而得到等值发电机的参数。但普遍存在耗时、运行效率低，具有一定不确定性，易陷入局部最优等缺点。

通常，一种发电机聚合方法只适用于某特定模型。而实际电力系统中发电机的4阶、5阶和6阶模型均得到广泛采用。而且一般而言，对于实际的大电网，描述发电机使用的模型并不唯一，常常多种阶数的发电机模型（如4阶、5阶、6阶）同时存在于同一电网中。通常的聚合方法是把所有的发电机聚合为一台等值发电机，需要对待聚合发电机进行参数修正。具体做法总结如下：

1.对与等值机阶数相同的待聚合发电机，不需要进行参数修正；

2.对于较等值机阶数高的待聚合发电机，省略掉等值机模型中没有的参数；

3.对于较等值机阶数低的待聚合发电机，引入一比例系数k（如容量比例），将其相对于待聚合发电机缺少的参数补全。

上述的做法，要么依赖工程经验参数，要么忽略部分动态信息，所以不可避免的带来误差。当对电网等值化简的精度要求较高时，上述的处理技巧难以满足实际仿真要求。

另外一方面，传统的发电机聚合方法对模型具有明确的要求，存在较强的依赖性。模型阶次的差异，也将导致获取发电机等值参数的困难程度加大。尤其是中处理高阶模型，面对工作点设置、寻优方向等综合约束条件，难以适应于大规模电网（万余节点，上千台发电机）的在线应用。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种适用于含不同阶次模型的发电机聚合方法。本发明能应用于包含不同阶发电机模型的实际复杂电网。本发明的方法跳出只是基于同一阶次模型聚合的思路束缚，充分利用原有模型信息，通过模型阶次划分，然后再进一步聚合获取参数。本发明的方法较传统的将所有不同阶发电机合并为一台等值机的粗略处理方法，等值精度有较大提升，同时本发明的方法没有显著增加计算量。

本发明的技术方案是：本发明适用于含不同阶次模型的发电机聚合方法，包括有如下步骤：

1）确定待聚合的发电机；

2）将对每个同调机群分别进行模型分组处理，把一同调机群内的发电机按其模型阶次的不同分为若干组；

3）设置待聚合发电机的公共母线电压，取该阶次待聚合发电机的额定电压平均值，加入移相变压器使各发电机移置至该阶次发电机对应的假想公共母线上；

4）修正移相变压器两端的对地支路导纳支路，进而修改系统导纳阵，将移相变压器化为理想变压器，消除移置接入母线所带来的电压偏差；

5）检验处理后系统的潮流与原系统潮流是否相符，如果相符，则进行下面环节；否则重新选择公共母线电压，进行移相变压器消去；

6）利用发电机的时域系数矩阵不变特性，求取聚合前后注入电流在在同步平面各轴系投影分量，利用投影分量相等，将n组不同模型发电机分别聚合为n台等值机，获取聚合后各等值发电机的解析参数；包括最复杂情况下，6阶模型中的D轴和Q轴的同步电抗暂态电抗次暂态电抗暂态时间常数T′_D0^*、T′_Q0^*,次暂态时间常数T″_D0^*、T″_Q0^*。

7）用前一步得到的等值机参数进行时域仿真，观测聚合后发电机转子角、母线电压、线路有功功率等动态性能，若与原系统不一致则返回第一步重新指定同调机组；若一致则结束，输出结果。

上述步骤2）中，如某一同调机群同时存在4、5、6阶模型，则将该同调机群的发电机分为4阶、5阶、6阶三个组。

上述步骤3）中，如某一同调机群同时存在4、5、6阶模型，则设置4阶、5阶、6阶待聚合发电机的公共母线电压分别为V_e3、V_e4、V_e5，取该阶次待聚合发电机的额定电压平均值，加入移相变压器使各发电机移置至该阶次发电机对应的假想公共母线上。