[发明专利]一种发电机励磁系统调差系数分层分区优化方法

说明书

本发明属于电力系统运行控制领域，特别涉及发电机励磁控制系统参数优化整定方法。本发明提供一种发电机励磁系统调差系数分层分区优化整定方法，其基本思路是：首先采用聚类算法对电网公司分层管理体制下的电力系统中的发电机组按照电气距离进行聚类，构造无功同调机群；然后假定同一无功同调机群中发电机励磁系统调差系数相同、且已知本电网等值调差系数不变的条件下进行全网调差系数优化，按照优化结果整定各台发电机励磁系统的调差系数。本发明使得电网中大量发电机的励磁系统调差系数整定在考虑管理方便、考虑发电机出力的相似特征的基础上更加优化和可行，可用于电网运行中发电机励磁系统调差系数整定。

技术领域

本发明属于电力系统运行控制领域，特别涉及发电机励磁控制系统参数优化整定方法。

背景技术

维持合理的电压水平是电网运行要求的重要保障。电网电压水平取决于电力系统无功功率的平衡，当无功电源与无功负荷平衡关系被打破时，会引起电压变化，严重时导致电压越限，影响系统的安全运行。而同步发电机作为电力系统中主要的无功电源，具有无功调节范围大，品质好，调节快速，无须附加投资等优点，合理地利用其无功调节潜力对提高电网电压水平具有重要意义。同步发电机励磁系统调差系数是描述同步发电机无功电压调节特性的重要参数，其值大小不但对发电机电压和无功功率具有重要影响，也间接影响到电网电压水平。因此有必要对其进行优化整定。

在目前的很多研究和应用中，对发电机励磁系统调差系数的整定有如下处理方法：

(1)电网企业管理部门按照发电机励磁系统技术要求的国家标准，大致地限定在某较合理的补偿范围内，以保证发电厂内发电机安全运行和并列运行发电机间无功合理分配.该方法完全依据人工整定，未考虑发电机励磁系统调差系数对改善电网侧电压水平的作用，致使现有电力系统中存在各发电机间励磁系统调差系数整定值差异较大，未允分发挥发电机的无功调节能力的现象。

(2)有些国内外学者对励磁系统调差系数的研究偏重于高压侧电压控制对电力系统稳定性的影响。如分析高压侧电压控制对暂态稳定性、电压稳定和小干扰稳定性的影响。这类文献仅从一个侧面进行研究，未能提出发电机励磁系统调差系数的优化整定方法。

(3)部分文献基于全网网损最小为目标，研究了典型运行方式下部分发电机励磁系统调差系数优化配置方案，并分析优化后的配置方案对系统暂态稳定性和电压稳定性的影响。这些文献试图对所有发电机励磁系统调差系数进行优化，显然不能适应大规模电力系统发电机众多，无法对所有发电机调差系数进行一一整定的特点。

(4)部分文献基于电网分区结果的基础上，从改善电网全运行电压水平的角度出发，提出发电机励磁系统调差系数优化整定策略。这些文献采用的分区没有照顾电网公司现有管理思路，并且分区方法按照对负荷贡献的相似特性来处理，不是考虑发电机出力的相似特征， 从发电机励磁系统调差系数整定来说是不合适的。

发明内容

本发明的目的是针对目前发电机励磁系统调差系数整定中存在的问题，提供一种发电机励磁系统调差系数分层分区优化整定方法，使得电网中大量发电机的励磁系统调差系数整定在考虑管理方便、考虑发电机出力的相似特征的基础上更加优化和可行，用于电网运行中发电机励磁系统调差系数整定。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种发电机励磁系统调差系数分层分区优化整定方法。

所述一种发电机励磁系统调差系数分层分区优化整定方法是：首先采用聚类算法对电网公司分层管理体制下的电力系统中的发电机组按照电气距离进行聚类，构造无功同调机群；然后假定同一无功同调机群中发电机励磁系统调差系数相同、且已知本电网等值调差系数不变的条件下进行全网调差系数优化，按照优化结果整定各台发电机励磁系统的调差系数。

所述电气距离的计算公式是：