[发明专利]一种发电机无功储备的计算方法

摘要

本发明涉及一种发电机无功储备的计算方法，属于电力系统电压/无功动态控制技术领域；本方法利用发电机有功和无功的功角方程，通过采样励磁电流数值，实时计算采用不同励磁系统的发电机的无功储备。该方法包括静态无功储备计算；激活的动态无功储备计算；静态无功储备减去激活的动态无功储备。本发明能够实现发电机静态无功储备的在线计算和动态无功储备的仿真计算,具有通用性好，需要测量的参数少，具有可在线快速计算等诸多优点。

主权项

一种发电机无功储备计算方法，其特征在于，所述方法能够实现发电机静态无功储备的在线计算和动态无功储备的仿真计算,该方法包括以下步骤：步骤一，静态无功储备计算；步骤二，激活的动态无功储备计算；步骤三，静态无功储备减去激活的动态无功储备；所述无功储备定义为：能输出的最大无功功率与当前输出的差值；所述静态无功储备定义为：在一定机网运行方式下，机组考虑自身硬软件约束条件下，可能输出的最大无功功率与当前输出的差值，其表征机组在当前条件下能增加无功输出的最大潜力；所述激活的动态无功储备，简称“动态无功储备”，定义为：在一定机网运行方式下，发生特定故障时，系统能保持暂态电压稳定的条件下发电机实际输出的最大无功功率与故障前稳态无功输出的差值；其表征机组参与特定暂态过程，静态无功储备被激活并释放出来的部分，有效地用于改善系统的动态特性；未激活的无功储备，定义为：所述“静态无功储备”减去所述“激活的动态无功储备”；所述静态无功储备计算包括：静态无功储备上限计算和静态无功储备下限计算；所述静态无功储备上限计算过程为：目标发电机在稳态运行过程中，测得该发电机的输出有功功率P、无功功率Q、励磁电流If和机端电压U0；计算空载电动势Eq，有Eq＝xadIf其中xad为电枢反应电抗；计算功角的初值δ0，有P=EqU0Xdsinδ0]]>当系统没有发生故障时，发电机继续处于稳态运行过程，当系统发生故障时，发电机励磁系统的强励能力发挥作用，测量此时的有功功率PS，端电压U；计算发电机暂态电势E'q，有：Eq′=xd′xdEq+(xd-xd′xd)Ucosδ0]]>凸极机在E'q恒定时的暂态功率方程为：P=Eq′Uxd′sinδ+U2(xd′-xq)2xd′xqsin2δ]]>Q=Eq′Uxd′cosδ-U2xd′cos2δ-U2xqsin2δ]]>Xd为发电机的直轴同步电抗，Xq为发电机的交轴同步电抗，Xd’为发电机的直轴暂态电抗；设发电机在强励条件下空载电动势、功角、电压、输出无功分别为E′qS、δS、US、QS；强励下的空载电势E'qS＝2Eq，有：PS=EqS′USxd′sinδS+US2(xd′-xq)2xd′xqsin2δS]]>QS=EqS′USxd′cosδS-US2xd′cos2δS-US2xqsin2δS]]>求出δS，将δS带入就可求得QS，即为静态无功输出上限。