[发明专利]基于曲面拟合的电力系统节点动态频率响应特性分析方法

摘要

本发明提供了一种基于曲面拟合的电力系统节点动态频率响应特性分析方法，本发明综合考虑了电力系统初始运行方式及故障形式、故障位置对观测节点动态频率特性的改变和影响，并将节点动态频率响应特性拟合为多变量的空间曲面形式，采用离线仿真方式提取有限的节点动态频率响应特性仿真值拟合状态曲面；同时采用节点动态频率响应特性仿真值对曲面进行校核和修正，使得节点动态频率响应特性在任意状态下均为曲面上一个对应的矢量点。本发明的计算快速性、简便性及准确性均有了本质性提高，适用于频率响应快过程的电力系统节点动态频率响应特性分析。

主权项

基于曲面拟合的电力系统节点动态频率特性分析方法，其特征是，包括步骤：步骤1，获得电力系统的功率频率特性系数仿真值，具体为：1.1选择监测节点和切机点；1.2在不同电力系统初始运行状态下，根据设定的切机量在不同切机点切除发电机，通过暂态稳定模拟不同电力系统初始运行状态下不同切机点处采用不同切机量时监测节点处发电机角速度ω，从而获得监测节点处发电机角速度ω变化曲线；1.3以发电机角速度ω变化曲线最低点对应的发电机角速度ω标幺值为Δf，根据获得不同电力系统初始运行状态下不同切机点处采用不同切机量时电力系统的功率频率特性系数仿真值K，其中，ΔP为切除量，P0和f0分别为电力系统的初始运行功率和初始频率；步骤2，以步骤1获得的功率频率特性系数仿真值为数据样本，采用基于B样条曲面的曲面拟合法构造初始拟合曲面；步骤3，基于数据样本和初始拟合曲面，采用曲面反算方法重构拟合曲面；步骤4，采用重构拟合曲面分析电力系统节点动态频率特性；步骤2进一步包括子步骤：2.1平面上构建均匀网格点阵；2.2令u平行于切除量ΔP方向，令v平行于功率频率特性系数仿真值K方向，构成u、v参数平面；2.3计算网格点阵中节点的u和v参数值，并获得u和v参数值构成的节点向量U和V；2.4对节点向量U和u参数值进行曲线插值；2.5对节点向量V和v参数值进行曲线插值，获得初始拟合曲面；步骤3中采用高斯函数f(x)＝ae‑x2/c2作为拟合曲面凸起截面的形态函数，其中，a为曲面凸起高度；参数c确定样本数据点影响范围；x为插值点距离曲面凸起中心的距离；e为自然对数的底数；步骤3进一步包括子步骤；3.1将数据样本点投影到初始拟合曲面获得对应的投影点，计算数据样本点到对应投影点的距离；3.2根据数据样本点到对应投影点的距离计算拟合曲面网格点阵节点处的坐标调整值，并获得网格点阵节点的新坐标，从而得到新拟合曲面网格点阵；3.3采用基于曲面反算的插值方法获得新拟合曲面网格点阵顶点坐标及节点矢量U、V，完成拟合曲面的重构。