[发明专利]转子角控制模式下适用的潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种电网应用转子角控制（RAD控制）后可用的潮流计算方法。其计算步骤为：首先，在输入传统潮流已知数据的同时，输入发电机内节点角度参考和有功参考。随后进行变量初始化，并将发电机内节点角度设为角度参考。然后开始迭代计算，计算各节点的有功和无功偏差，其中RAD发电机内节点有功注入要加上根据角度偏差得到的修正量。再计算雅可比矩阵，其中RAD发电机内节点有功对角度的偏导数和传统潮流相比，需另外加上转子角控制器的比例增益乘以发电机的额定容量。然后使用牛顿法，得到各节点的电压/幅值修正量，和新的节点电压/幅值，完成一次迭代。前述迭代反复进行，直到各节点有功/无功偏差小于预设阈值，潮流计算即可完成。

技术领域

本发明涉及电力系统分析和控制领域，尤其涉及一种转子角控制模式下适用的潮流计算方法。

背景技术

电力系统一直采用分散的一次调频和集中的自动发电控制(AGC，包括二次频率恢复和联络线控制等)结合的方式进行发电有功功率的控制。在采用风、光等可再生能源发电接入后，也继续沿用这一模式。然而，随着电网规模越来越大，这一模式遇到了新的问题。例如，实际系统中发生过多次一次调频过程不稳定导致的超低频频率振荡事件,在机理和表现上与传统的低频振荡存在显著区别。此外，AGC的根据ACE实施的联络线调整可能在联络线上带来周期为110秒的功率波动。随着分布式发电接入电力系统比例的不断提高，也会造成电网各处频率波动和频率差异越发显著，也迫切需要新的技术方案来解决这一问题。

近年来，人们意识到，分布(而非集中)的二次频率恢复不仅可以减少调度中心和众多分布式发电间的通信负担，还可以更快的恢复频率、平息联络线振荡，所以对大电网更为适用。相应的出现了多种分布式的二次频率恢复策略。

有差转子角控制(Rotor angle droop control,RAD)就是一种较好的分布自治的频率控制策略。这种控制策略能使电网中发电机组在调度不干预前提下，自动准确跟踪负荷，实现频率的无差调节。这意味着，实施转子角控制后将不再有一次调频、二次频率恢复的分工，系统频率将在扰动后自治的直接恢复。也就是说，转子角控制是一种新的分散自治的有功控制体系，可以替代现有的一次调频-AGC控制体系。

由于在转子角控制模式下，调度仍需要知道负荷变化后各发电机的出力情况，以便评估负荷增长后各发电机的备用数量，进行静态安全分析或状态估计等计算。所以相应的潮流计算也是必须的。由于有功跟踪机制不同，传统的潮流算法不再适用。本发明将给出一种转子角控制模式下使用的潮流计算方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种转子角控制模式下适用的潮流计算方法，可以在电网实施转子角控制模式后，预估负荷变化后的发电机出力和电网潮流变化。也可用来计算线路故障引起网络拓扑改变后，发电机出力和电网潮流变化情况。因此可作为状态估计、静态安全分析或暂态稳定分析时使用的潮流算法，为电网运行分析与控制提供保障。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种转子角控制模式下适用的潮流计算方法，所述的计算方法包括以下步骤：

S1、输入传统潮流数据，所述的潮流数据包括发电机角度参考和功率参考；

S2、初始化变量，并将发电机内节点角度初始化为角度目标值；

S3、根据内节点角度变化计算新的发电机有功注入；

S4、计算各节点的有功/无功偏差，当所有的节点有功/无功偏差小于预设的阈值时，输出结果，计算结束。

优选的，当所述步骤S4中的节点有功/无功偏差大于或等于预设的阈值时，所述的步骤S4之后还有以下步骤：

S5、计算形成雅克比矩阵；

S6、修正雅克比矩阵对应发电机内节点的有功对角度的偏导数；