[发明专利]一种基于灵敏度分析的多机系统调差系数优化方法

说明书

本发明公开了一种基于灵敏度分析的多机系统调差系数优化方法，首先获得调差系数R、惯性时间常数M和负荷阻尼系数D对电力系统频率偏差的轨迹灵敏度，通过分析各参数的轨迹灵敏度对最大频率偏差的影响，确定最大频率偏差的主导参数为调差系数R；建立调差系数R优化的数学模型，并采用灵敏度分析法将所建立数学模型的非线性优化问题转化为线性规划问题；根据电力系统各机组的调差系数灵敏度大小对各机组进行优化排序，并依次对各机组调差系数进行优化。该方法在满足系统频率稳定的同时能保障同步机组出力的稳定性，充分挖掘同步机组的调频能力。

技术领域

本发明涉及同步机组参数优化技术领域，尤其涉及一种基于灵敏度分析的多机系统调差系数优化方法。

背景技术

随着新能源接入电网的规模扩大，新能源机组替代同步机组，导致电力系统等效惯量减小，同时特高压交直流电网的形成使大功率扰动缺额的风险增加，电网的暂态频率稳定性面临威胁。目前电力系统中大部分调频需求由同步机组承担，如何通过挖掘同步机组的调频能力来抑制暂态频率偏移，是保证电力系统安全稳定运行的一个重要问题。

同步机组的频率响应主要由发电机组以及调速器的特性决定，调速器参数的设置是否合理，直接影响系统中同步机组的调频能力，因此在高渗透率新能源背景下，优化同步机组调速器参数对提高系统的频率稳定性具有重大意义。现有技术针对同步机组参数的影响机理及其优化方法的研究主要基于单机等值展开，通过解析方法揭示参数作用机理，进而给出参数优化方案。随着风电、光伏等间歇性电源的持续并网和电力电子设备的大量应用，实际电力系统运行方式的多样性和复杂性剧增，解析分析方法已难以满足参数优化的需求，且实际系统中的发电机节点众多，受到网架结构、扰动位置等因素的影响，调整不同位置的发电机调速器参数，对系统频率响应的改善效果也不尽相同，因此适用于多机系统的调速器参数优化方法有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于灵敏度分析的多机系统调差系数优化方法，该方法在满足系统频率稳定的同时能保障同步机组出力的稳定性，充分挖掘同步机组的调频能力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于灵敏度分析的多机系统调差系数优化方法，所述方法包括：

步骤1、获得调差系数R、惯性时间常数M和负荷阻尼系数D对电力系统频率偏差的轨迹灵敏度，通过分析各参数的轨迹灵敏度对最大频率偏差的影响，确定最大频率偏差的主导参数为调差系数R；

步骤2、建立调差系数R优化的数学模型，并采用灵敏度分析法将所建立数学模型的非线性优化问题转化为线性规划问题；

步骤3、根据电力系统各机组的调差系数灵敏度大小对各机组进行优化排序，并依次对各机组调差系数进行优化。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法在满足系统频率稳定的同时能保障同步机组出力的稳定性，充分挖掘同步机组的调频能力，对于保障电力系统安全稳定运行、提高新能源接纳能力具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的基于灵敏度分析的多机系统调差系数优化方法流程示意图；

图2为本发明实施例所述典型的频率响应模型示意图；

图3为本发明实施例所述各参数轨迹灵敏度曲线示意图；

图4为本发明实施例所述调差系数与最大频率偏差的关系示意图；

图5为本发明所举实例EPRI-36系统接线示意图；