[发明专利]一种基于暂态能量函数综合指标的电力系统暂态稳定智能调控方法

摘要

本发明是一种基于暂态能量函数综合指标的电力系统暂态稳定智能调控方法，其特点是，包括：计算当前运行状态的各支路在振荡过程中的稳定度指标，确定电网最脆弱支路及暂态稳定情况；鉴别最领先发电机组；给出发电机调整的有功极限功率；给出发电机调整的建议调整范围；验证是否暂态稳定等步骤。能够从网络势能和发电机动能的角度对系统暂态稳定做出综合评价，利用支路势能进行暂态稳定评估及脆弱割集选取，利用发电机动能斜率判别调控对象，利用支路势能指标与发电机有功功率的函数关系确定调整的建议调整范围，构成了以能量体系为主线的暂态稳定智能调控策略。具有方法科学合理，计算简单、结果准确，易于实现且工程应用价值高等优点。

主权项

一种基于暂态能量函数综合指标的电力系统暂态稳定智能调控方法，其特征是，它包括以下步骤：(1)计算当前运行状态的各支路在振荡过程中的稳定度指标(Branch Stability Index)，缩写SBI，确定电网最脆弱支路及暂态稳定情况定义支路在振荡过程中的稳定度指标：${\mathrm{SBI}}_k=\frac{\[P_k\left(t_{bk}\right)-P_k^s\]}{V_{PEK}(t_{bk},t_{ak})},k\∈\{1,...,l\}---\left(1\right)$式中：$V_{PEK}(t_{bk},t_{ak})={\∫}_{t_{\mathrm{\α}k}}^{t_{bk}}{\mathrm{\ω}}_N\[P_k\left(u\right)-P_k^s\]{\mathrm{\ω}}_k\left(u\right)du$为支路k在故障后振荡过程中的势能；P_k(t_bk)为支路k在故障后势能第一次达到极大值时的有功功率；l为支路数；t_ak为支路势能V_PEK(t)第一次达到极小值时对应的时刻；t_bk为支路势能V_PEK(t)第一次达到极大值时对应的时刻；为支路k稳态时的有功功率；P_k为支路k的有功功率；ω_N为发电机的额定角频率；计算当前电网的运行状态，获取相关暂态数据，计算支路势能脆弱性判别指标按SBI值排序，若SBI值较小且接近为0，则说明系统的当前状态是失稳状态，需要进行紧急调控，同时根据SBI排序最小且近似为0的支路构成电网的最脆弱支路；(2)鉴别最领先发电机组定义发电机动能函数为：$V_{ki}=\frac{{\mathrm{\ω}}_N}{2}{M}_i{\mathrm{\ω}}_i^2---\left(2\right)$式中：M_i为发电机i转子惯性时间常数；ω_i为发电机i的角频率；V_ki为第i台发电机的动能；再定义发电机动能斜率指标：dV_ki/dt＝(V_ki(t+1)‑V_ki(t))/step            (3)式中：dV_ki/dt为发电机i的动能斜率；V_ki(t)为第i台发电机t时刻的动能；V_ki(t+1)为第i台发电机t+1时刻的动能；step为计算步长；通过发电机动能斜率的计算，并按发电机动能斜率绝对值大小进行排序，同时根据联络线潮流方向区分送受端，则能够鉴别出最领先发电机，即选取送端机群中动能斜率最大的为最领先发电机，确定发电机调整对象和机群的选取；(3)给出发电机调整的有功极限功率a)两点法求取线性表达式求取两次领先发电机不同有功功率下的支路势能指标SBI值，利用两次结果计算发电机有功功率P_e与SBI函数关系式；b)求取发电机有功极限功率假设SBI＝0，求取发电机有功极限功率；c)求取发电机有功功率输出量范围利用设定的预想稳定度SBI值，求取发电机调整下限；(4)给出发电机调整的建议调整范围；(5)验证通过给定的建议发电机调整范围，将发电机调整到相应数值，计算暂态稳定性，查看功角曲线验证系统是否暂态稳定。