[发明专利]一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法

权利要求书

1.一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法，其特征在于，所述方法包括：

A、获取所有机组的调速器-原动机模型的参数，以及电网的扰动功率Δp_L；

B、简化调速器-原动机模型：

将每台机组的调速器-原动机模型简化为一阶模型，其s域的传递函数为其中，N_i(b_i,A,R_i)为包含调速器调差系数R_i、调速器死区b_i、以及扰动后系统惯性中心最大频率偏差A的函数，下标i表示第i台机组；时间常数T_i通过最小二乘法拟合，在确定阶跃输入下的原始调速器原动机模型的响应曲线时确定；

C、计算计及死区非线性的调差系数：

基于经典的频率响应模型，将SFR的闭环打开，将调速器的输入设置为随时间线性变化的频率偏差，所有调速器用B步中的简化模型替代，建立新的频率响应模型，根据新的频率响应模型迭代求解计及死区非线性的调差系数；

D、计算扰动后系统稳态频率：

根据A步中获取的参数和扰动功率Δp_L，并结合C步中获取的调差系数，利用频率稳定分析直接法求解系统惯性中心的稳态频率；

所述步骤D计算扰动后系统稳态频率，具体包括：

D1、迭代求解C_i：

节点i注入功率为

其中，V_i和V_j分别表示节点i、j的电压，Pi和Qi分别是节点i的有功和无功注入功率，G_ij和B_ij是节点i和j的互阻抗，θ_ij是节点i和j的相角差，n是节点总数；根据潮流方程的泰勒展开式，节点的功率增量方程为：

其中，ΔP和ΔQ分别是有功和无功增量，Δθ和ΔV分别是相角差和电压的增量，矩阵H、N、J、L的元素表达式如下：

当i≠j时，

当i＝j时，

H_ij、N_ij、J_ij、L_ij分别是H、N、J、L第i行j列的元素，G_ij和B_ij是节点i、j间的互导纳；

1)发电机节点的注入功率P_i为：

P_i＝P_ei＝P_mi-P_ai (2)

P_ai＝P_mi-P_ei (3)

其中，P_mi、P_ei和P_ai分别是机械功率、电磁功率和加速功率，对(2)求增量方程得到：

ΔP_i＝ΔP_mi-ΔP_ai＝-Δω/R_Gi-(P_ai∞-P_ai0+) (4)

其中，和P_ai∞分别是加速功率的0+瞬时值和稳态值，R_Gi是第i台发电机的调差系数，Δω是频率增量，和ω_∞分别是频率0+瞬时值和稳态值，由于系统频率在故障线路后发生瞬时变化，同故障前系统频率相同，故障后稳态机械频率与电磁频率相同，因此P_ai∞等于0，则(4)改写为：

2)负荷节点的注入功率表达式为：

P_j和Q_j分别为节点i的注入有功和无功功率，其功率增量方程为：

考虑负荷的频变效应和压变效应，则(8)表达为

其中，P_1j和Q_1j为节点j消耗的功率，V_1j是节点j的电压；

将(6)式和(9)式代入(1)中得到：

其中，m是发电机节点总数，是故障发生后瞬间发电机的加速功率；N′_jj和L′_jj分别是矩阵N′和L′中第j行j列的元素，除此以外，N′和L′中其它元素与N_L和L_L相同；K_G是所有发电机考虑死区效应的等效调差系数的倒数矩阵，即

稳态频率偏差Δω通过求解(10)得到，故障后稳态频率值ω_∞为：