[发明专利]一种含详细发电机模型的电网暂态稳定能量函数分析方法及系统

说明书

一种含详细发电机模型的电网暂态稳定能量函数分析方法及系统，其中的方法包括以下步骤：建立包含详细发电机模型的电力系统模型，确定故障模式，计算角点CRN，计算发电机等值参数，求解准确的主导不稳定平衡点CUEP，根据CUEP与故障清除时刻的系统能量差值计算能量裕度；其中的系统包括用于实现方法的各装置。克服了现有进入实用的能量函数法因模型过于简化而导致暂态稳定分析结果与实际偏差较大的问题，可提高电力系统安全分析的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种能量函数分析方法，更具体的说涉及一种含详细发电机模型的电网暂态稳定能量函数分析方法及系统，属于电力系统暂态稳定分析与控制技术领域。

背景技术

电网暂态稳定问题是影响电网安全稳定运行的主要问题之一。区域电网的不断互联、电力市场政策的逐步实施以及越来越多的间歇性新能源并网使得电网的动态特性更加复杂，电网运行越来越接近其稳定极限，电网暂态稳定破坏度更大；因此根据电网的实时状态，快速、准确的暂态稳定在线量化评估是实施安全稳定控制和预防性控制的基础。能量函数法因其快速及可定量给出稳定裕度的优点而具有在线应用的前景；但是，目前通用的能量函数法分析软件中模型采用发电机二阶经典模型以及恒定阻抗负荷、并进行网络收缩，该能量函数法分析软件中模型过于简单，电力系统安全分析的可靠性不高，因此如何构造包含更详细元件的能量函数一直是研究中的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的能量函数法分析软件中模型过于简单、电力系统安全分析的可靠性不高等缺陷，提供一种含详细发电机模型的电网暂态稳定能量函数分析方法及系统。

本发明为实现上述目的，所采用技术解决方案是：一种含详细发电机模型的电网暂态稳定能量函数分析方法，包括以下步骤：

10、输入故障前的网络信息、发电机动态参数和故障条件，建立包含详细发电机模型的电力系统模型；

20、确定故障模式；

30、计算角点CRN；

40、计算发电机等值参数；

50、求解准确的主导不稳定平衡点CUEP；

60、根据CUEP与故障清除时刻的系统能量差值计算能量裕度。

所述的步骤10中：

故障前的网络信息包括发电机有功和无功出力、负载有功功率和无功功率、网络元件参数及网络拓扑以及所有节点电压幅值与相位；

发电机动态参数包括同步机参数及励磁调节器参数；

包含详细发电机模型的电力系统模型为：同步机采用阶数>2的高阶模型，励磁调节器通过噪声带宽等效的方法等值为输出限幅的一阶惯性环节，负荷采用恒定阻抗模型。

所述的步骤20中包括以下步骤：

21：采用数值积分方法计算故障轨迹，确定扰动结束时刻各机组的角度及角速度

22：根据故障清除时刻t_cl各机组的角度及角速度进一步计算t_cl时刻各机组暂态动能及加速度，分别按机组暂态动能和加速度分别降阶排序得到两个列表，选择列表中具有较大动能和较大加速度的机组群组合成一个列表；

23：从步骤22所得列表的顶端开始，选择第一个机组或机群即受扰最严重的机组作为临界机群，其余机组作为余下机群，计算校正后的暂态动能，在列表中由上至下不断将新的机组归入临界机群直到其对应故障模式的校正后动能小于之前所有故障模式中最大值的10％；

24：对于步骤23所得的每个候选故障模式，选择其中规格化势能裕度最小的候选故障模式作为故障模式。