[发明专利]一种电力系统高频切机和低频切负荷改善频率安全性的性能量化评价指标计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说本发明涉及一种电力系统高频切机和低频切负荷改善频率安全性的性能量化评价指标计算方法。

背景技术

随着超、特高压交直流、大容量输电网络的建设，在向目标网架过渡期间，互联的交流断面联系还比较薄弱，极端情况下，多回直流闭锁、交流联络断面开断导致电网解列后，电网内可能会面临严重的安全稳定问题，如高频或低频问题。电网高频切机和低频切负荷成为大电网中暂态频率稳定控制的必要手段。

基于电力系统暂态频率偏移量化评估理论，可计算不同发电机的暂态频率安全参与因子，在此基础上，进一步给出高频切机和低频切负荷的电力系统频率安全控制性能量化评估指标，则可为电力系统高频切机和低频切负荷控制策略性能快速评估和协调优化提供量化分析与决策支持。

发明内容

本发明的目的是：给出一种电力系统高频切机和低频切负荷改善频率安全性的性能量化评价指标计算方法，量化电力系统严重故障后出现频率问题各机组高频切机或各负荷低频切负荷对电力系统频率稳定的影响程度，为高频切机和低频切负荷控制策略性能快速评估和协调优化提供量化分析与决策支持。

具体地说，本发明采用以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1)根据电力系统运行方式及相应的模型与参数，采用时域仿真方法获取预想故障下系统发电机功角、母线电压及系统频率受扰轨迹，所述电力系统运行参数包括系统潮流数据和元件动态模型参数；

2)计算各个切负荷母线与其所属网内各个机组的互导纳模值，反映二者之间的电气距离；

3)设置暂态频率偏移考核二元表(f_cr,T_cr)，其中f_cr为二元表中频率偏移门槛值，T_cr为频率偏移f_cr允许持续时间，并基于暂态频率偏移考核二元表和预想故障下发电机频率受扰轨迹，利用暂态频率偏移量化评估理论给出系统暂态频率安全裕度η_f.min及各机组的暂态频率安全裕度η_f.g，由此计算各个机组的暂态频率安全参与因子P_f.g；

4)计算切机量与解列割集断面有功功率减少量的比值，计算切负荷后负荷有功功率减少量与解列割集断面有功功率减少量的比值，利用负荷母线与发电机组机端母线的互导纳模值对网内机组的暂态频率安全参与因子加权求和，并计及负荷频率调节系数，被切机组一次频率调节系数、机组有功出力及惯量，综合以上参数，计算电力系统高频切机和低频切负荷频率安全控制性能指标。

上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤：

基于潮流计算数据，按公式(1)进行节点网络方程等值简化，计算各个负荷母线与其所属网内各个机组的互导纳模值，模值越大，说明两者间的电气距离越小：

上述式中，分别为机组机端母线、负荷母线注入电流向量，分别为机组机端母线、负荷母线电压向量，Y_GG、Y_LL分别为机组机端母线、负荷母线的等值自导纳子矩阵，Y_GL为机组机端母线与负荷母线的等值互导纳子矩阵，Y_LG为负荷母线与机组机端母线的等值互导纳子矩阵，等值互导纳子矩阵Y_LG中元素y_lg的模值|y_lg|即为第l个负荷母线与第g个机组的互导纳模值。

上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤：

3-1)设置暂态频率偏移考核二元表(f_cr,T_cr)，其中f_cr为二元表中频率偏移门槛值，T_cr为频率偏移f_cr允许持续时间，并基于暂态频率偏移考核二元表和预想故障下发电机频率受扰轨迹，利用暂态频率偏移量化评估理论给出系统暂态频率安全裕度η_f.min及各机组的暂态频率安全裕度η_f.g；

3-2)按式(2)计算各个机组的暂态频率安全参与因子P_f.g：

其中，P_f.g为第g个机组的暂态频率安全参与因子，η_f.g为第g个机组的暂态频率安全裕度，η_f.min为基于暂态频率偏移量化评估理论给出系统暂态频率安全裕度。