[发明专利]一种高风电占比系统的暂态稳定性判断方法

权利要求书

1.一种高风电占比系统的暂态稳定性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)定义扩展等面积法则，并据此获得加速功率变化量和减速功率变化量的表达式以及功率变化量和暂态稳定性变化的对应关系；

2)考虑等值同步机群的功角摇摆方向和风电机组的暂态稳定控制，利用直流潮流算法，分别求解在故障之前、故障期间和故障之后，风电接入系统前后的加减速功率变化量，并提出判断风电接入对系统暂态稳定性影响的判据；

3)进一步考虑风电场的低电压穿越策略，对风电接入对系统暂态稳定性影响的判据进行完善，并将其应用于电力系统规划调度和电力系统暂态稳定性评估。

2.根据权利要求1所述的一种高风电占比系统的暂态稳定性判断方法，其特征在于，所述的步骤1)中，对于扩展等面积法则的定义有：

(1)暂态功角稳定：

电力系统在受到扰动后，各机组保持同步运行的能力；

(2)等面积法则：

对于单机无穷大系统，在遭受扰动后，当加速面积等于减速面积时，系统处于临界暂态稳定状态；当加速面积大于减速面积时，系统处于暂态稳定状态；当加速面积小于减速面积时，系统处于暂态不稳定状态；

(3)扩展等面积法则：

对于多机系统，当系统受到扰动时，通过同调等值法将多机系统归类为前向机群和后向机群，进而等值成单机无穷大系统，即可适用于等面积法则。

3.根据权利要求1所述的一种高风电占比系统的暂态稳定性判断方法，其特征在于，所述的步骤1)中，基于扩展等面积法则推导风电接入前后的加速功率变化量ΔP_acc和减速功率变化量的表达式ΔP_dec，则有：

其中，P_e和P_m分别表示风电接入前系统的电磁功率和机械功率，P_eW和P_mW分别表示风电接入后系统的电磁功率和机械功率，上角标D和A分别表示故障期间和故障后的时段，和分别为风电接入后的加速功率和减速功率，P_acc和P_dec分别为风电接入前稳态情况下的加速功率和减速功率。

4.根据权利要求3所述的一种高风电占比系统的暂态稳定性判断方法，其特征在于，所述的步骤1)中，功率变化量和暂态稳定性变化的对应关系具体为：

若加速功率变化量大于零且减速功率变化量小于零，则表明在风电接入后，电力系统的暂态稳定性下降了；若加速功率变化量小于零且减速功率变化量大于零，则表明在风电接入后，电力系统的暂态稳定性提升了；若加速功率变化量和减速功率变化量同时大于或小于零，则在表明风电接入后，电力系统暂态稳定性的变化难以确定。

5.根据权利要求3所述的一种高风电占比系统的暂态稳定性判断方法，其特征在于，所述的步骤2)中，对于风电接入前，当发生三相短路故障时，同步机群的电磁功率为零，相应的加速功率表示为：

P_acc＝P_m-P_e^D＝P_m＝P_e＝P_GS-αP_L

α＝H_S/(H_S+H_A)

其中，P_GS为稳态情况下机群S的电磁功率出力，P_L为系统负荷的有功功率，α为系统惯量分布系数，H为系统惯量，下角标S和A分别对应多机系统等值为双机系统的两个机群，即S机群和A机群；

故障切除后，同步机群的机械功率保持不变，相应的减速功率表示为：

其中，x^c为故障后S机群和A机群的电抗值，为故障后机群S到负荷的电抗值，δ为系统功角。