[发明专利]基于随机数据驱动的区域联络线有功传输极限计算方法

说明书

基于随机数据驱动的区域联络线有功传输极限计算方法，属于电力系统运营技术领域，采用负荷随机激励下系统随机响应为数据源的基础，考虑到对系统机电振荡特征参数进行辨识，对计算过程进行简化，适应性强，具有较高的实际应用价值；本发明提出的方法可以快速准确地判断系统稳定性，减少潜在的低频振荡威胁，实现对电力系统小干扰稳定性的跟踪功能。经过与不同的传输极限计算方法比较和实例仿真验证表明，基于随机数据驱动的区域联络线有功传输极限计算方法是高效且实用的。

技术领域

本发明属于电力系统运营技术领域，特别是涉及到一种基于随机数据驱动的联络线有功传输极限计算方法。

背景技术

新能源的开发应用和特高压电网的建设给电力系统带来了巨大变化，如何处理区域互联系统的小干扰稳定问题成为了热点。在负荷高峰期，电力系统联络线功率很容易达到传输极限，威胁系统稳定性。因此，与传输功率相关的稳定性极限的研究是非常有意义的。如果有适当的监测方法，就可以帮助调度人员在规划和运营电力系统的同时，确定系统的可用安全范围，在系统突发事件的情况下可以实时地采取适当的动作。

传统的联络线极限计算重点关注联络线传输极限的振荡机理和振荡波动分析，一方面需要大量实测数据，对于区间互联系统联络线有功极限的工况条件的假设相对理想，实际很难满足；另一方面其计算过程较为繁琐，速度上不能满足现代电网需求；且都为离线计算，在实际性、快速性上有着很大的提升空间。因此，现有技术中亟需一种新的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于随机数据驱动的区域联络线有功传输极限计算方法，采用负荷随机激励下系统随机响应为数据源的基础，考虑到对系统机电振荡特征参数进行辨识，对计算过程进行简化，适应性强，具有较高的实际应用价值。

基于随机数据驱动的区域联络线有功传输极限计算方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、忽略原动机调速器和励磁系统动态，转子运动方程方程为

其中，δ为系统的功角，ω为系统实际角速度，ω_n为额定角速度，H为系统惯性常数，D为系统阻尼，Δω为角速度变化量，P_m为机械功率，P_e为电磁功率；

步骤二、在小干扰条件下，转子运动的线性化方程为

经拉普拉斯变换，采用Δω(s)为状态变量，通过特征方程求出特征值，

其中，P_m0为机械功率，δ₀为系统功角，P_e0为电磁功率；

步骤三、根据单机无穷大的模态分析，特征值的实部对应于机电振荡的衰减系数，虚部对应于振荡角频率，获得系统等效参数与机电振荡参数间的关系为

其中，α是衰减系数，f_d是震荡频率，单位为Hz；

步骤四、根据系统阻尼比与衰减因子关系获得系统阻尼比变化后对应的特征根实部α

其中，ξ为系统阻尼比，ω_d为系统振荡角速度，系统特征根虚部，单位为rad/s；

设定系统阻尼比5％为极限状态，且系统阻尼比变化同时，系统的等效电抗X_e、惯量H和振荡角速度ω_d均保持不变，获得极限状态下系统的功角δ为