[发明专利]一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法

摘要

本发明公开了一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法，所述方法包括：A、获取相关模型参数：B、简化调速器原动机模型：C、计算计及死区非线性的调差系数：D、计算扰动后系统稳态频率：解决了现有的电力系统的稳态频率预测方法存在没有考虑调速器死区的作用，导致预测结果不准确的技术问题，实现了减小了稳态频率计算的误差，提高了稳态频率预测准确性的技术效果。

主权项

1.一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法，其特征在于，所述方法包括：A、获取所有机组的调速器‑原动机模型的参数，以及电网的扰动功率ΔpL；B、简化调速器‑原动机模型：将每台机组的调速器‑原动机模型简化为一阶模型，其s域的传递函数为其中，N_i(b_i,A,R_i)为包含调速器调差系数R_i、调速器死区b_i、以及扰动后系统惯性中心最大频率偏差A的函数，下标i表示第i台机组；时间常数T_i通过最小二乘法拟合，在确定阶跃输入下的原始调速器原动机模型的响应曲线时确定；C、计算计及死区非线性的调差系数：基于经典的频率响应模型，将SFR的闭环打开，将调速器的输入设置为随时间线性变化的频率偏差，所有调速器用B步中的简化模型替代，建立新的频率响应模型，根据新的频率响应模型迭代求解计及死区非线性的调差系数；D、计算扰动后系统稳态频率：根据A步中获取的参数和扰动功率ΔpL，并结合C步中获取的调差系数，利用频率稳定分析直接法求解系统惯性中心的稳态频率；所述步骤D计算扰动后系统稳态频率，具体包括：D1、迭代求解Ci：节点i注入功率为其中，Vi和Vj分别表示节点i、j的电压，Pi和Qi分别是节点i的有功和无功注入功率，Gij和Bij是节点i和j的互阻抗，θij是节点i和j的相角差，n是节点总数；根据潮流方程的泰勒展开式，节点的功率增量方程为：其中，ΔP和ΔQ分别是有功和无功增量，Δθ和ΔV分别是相角差和电压的增量，矩阵H、N、J、L的元素表达式如下：当i≠j时，当i＝j时，Hij、Nij、Jij、Lij分别是H、N、J、L第i行j列的元素，Gij和Bij是节点i、j间的互导纳；1)发电机节点的注入功率Pi为：Pi＝Pei＝Pmi‑Pai  (2)Pai＝Pmi‑Pei   (3)其中，Pmi、Pei和Pai分别是机械功率、电磁功率和加速功率，对(2)求增量方程得到：ΔPi＝ΔPmi‑ΔPai＝‑Δω/RGi‑(Pai∞‑Pai0+)   (4)其中，和P_ai∞分别是加速功率的0+瞬时值和稳态值，R_Gi是第i台发电机的调差系数，Δω是频率增量，和ω_∞分别是频率0+瞬时值和稳态值，由于系统频率在故障线路后发生瞬时变化，同故障前系统频率相同，故障后稳态机械频率与电磁频率相同，因此P_ai∞等于0，则(4)改写为：2)负荷节点的注入功率表达式为：Pj和Qj分别为节点i的注入有功和无功功率，其功率增量方程为：考虑负荷的频变效应和压变效应，则(8)表达为其中，P1j和Q1j为节点j消耗的功率，V1j是节点j的电压；将(6)式和(9)式代入(1)中得到：其中，m是发电机节点总数，是故障发生后瞬间发电机的加速功率；N′_jj和L′_jj分别是矩阵N′和L′中第j行j列的元素，除此以外，N′和L′中其它元素与N_L和L_L相同；K_G是所有发电机考虑死区效应的等效调差系数的倒数矩阵，即稳态频率偏差Δω通过求解(10)得到，故障后稳态频率值ω∞为：