[发明专利]电力系统稳定状态的确定方法和装置

权利要求书

1.一种电力系统稳定状态的确定方法，其特征在于，包括：

获取电力系统中同步发电机的动能、异步电动机的动能和电压源型柔性直流换流器的等效动能，以及电力系统的额定频率；

根据所述同步发电机的动能、所述异步电动机的动能和所述电压源型柔性直流换流器的等效动能，计算电力系统的总动能；

获取电力系统处于扰动限值时产生的扰动功率限值、惯量响应时间限值和惯量响应时间限值内允许的最大频率偏差；

根据所述额定频率、所述扰动功率限值、所述惯量响应时间限值和所述最大频率偏差，计算得到电力系统的等效动能限值，所述等效动能限值表达式为：其中E_min为等效动能限值、f₀为额定频率、ΔP_max为扰动功率限值、ΔT_max为惯量响应时间限值、Δf_max为最大频率偏差；

比较所述总动能与所述等效动能限值的大小，若所述总动能大于所述等效动能限值，则所述电力系统处于稳定状态。

2.如权利要求1所述的一种电力系统稳定状态的确定方法，其特征在于，所述获取电力系统中同步发电机的动能、异步电动机的动能和电压源型柔性直流换流器的等效动能，根据所述同步发电机的动能、所述异步电动机的动能和所述电压源型柔性直流换流器的等效动能，计算电力系统的总动能，包括：

根据获取的同步发电机的惯性时间常数和额定容量，计算同步发电机的动能；

根据获取的异步电动机的惯性时间常数和额定容量，计算异步电动机的动能；

根据获取的电压源型柔性直流换流器的的虚拟惯性时间常数和额定容量，计算电压源型柔性直流换流器的等效动能；

根据所述同步发电机的动能、所述异步电动机的动能和所述电压源型柔性直流换流器的等效动能，计算电力系统的总动能，所述总动能表达式为：E_sys＝E_SG+E_IM+E_V＝H_SGS_SG+H_IMS_IM+H_VS_V，其中E_sys为总动能、E_SG为同步发电机的动能、E_IM为异步电动机的动能、E_V为电压源型柔性直流换流器的等效动能、H_SG为同步发电机的惯性时间常数、S_SG为同步发电机的额定容量、H_IM为异步电动机的惯性时间常数、S_IM为异步电动机的额定容量、H_V为电压源型柔性直流换流器的虚拟惯性时间常数、S_V为电压源型柔性直流换流器的额定容量。

3.如权利要求1所述的一种电力系统稳定状态的确定方法，其特征在于，还包括：

若所述总动能小于所述等效动能限值，则所述电力系统发生扰动后存在失稳风险。

4.如权利要求1所述的一种电力系统稳定状态的确定方法，其特征在于，还包括：

获取电力系统扰动造成的不平衡功率；

根据所述不平衡功率、总动能和额定频率，计算得到电力系统的频率变化率，所述频率变化率的表达式为：其中ΔP_d为不平衡功率、E_sys为总动能、f₀为额定频率；

根据惯量响应时间限值和惯量响应时间限值内允许的最大频率偏差计算电力系统的频率变化率限值，所述频率变化率限值的表达式为：其中ΔT_max为惯量响应时间限值，Δf_max为最大频率偏差；

比较所述频率变化率和所述频率变化率限值的大小，若所述频率变化率小于所述频率变化率限值，则所述电力系统处于稳定状态。

5.如权利要求4所述的一种电力系统稳定状态的确定方法，其特征在于，还包括：

若所述频率变化率大于所述频率变化率限值，则所述电力系统发生扰动后存在失稳风险。