电力系统暂态稳定分析与控制方法

摘要

一种投影暂态能量函数(PEF)的电力系统暂态稳定分析与控制方法。包括计算故障的PEF能量裕度，通过裕度插值或裕度灵敏度计算技术，获得系统运行/控制参数值(故障的切除时间、系统暂态稳定约束下的发电量)的暂态稳定临界值。针对电力系统运行中考虑的每个输电断面，分析断面传输功率极限和确定预防控制方案。本发明的特点是使用一种新的暂态能量函数——投影暂态能量函数PEF。PEF的最小动能曲线具有良好的两段化线性特性且与故障临界机群无关，因此本发明避免了电力系统稳定分析中的临界机群的鉴别问题，克服了系统稳定轨迹回摆时刻最小动能不为零所造成的分析误差，具有实施简便、效率高的优点，适于进行电力系统在线安全分析。

主权项

1.一种电力系统暂态稳定分析与控制方法，其特征是该方法包括以下步骤：第1步：从能量管理系统采集电力系统运行中的基本参数数据，形成电力系统仿真软件的输入文件；第2步：针对由电力调度运行人员给定的可能发生且对系统稳定性造成严重危害的“预想故障集”中的每个故障，对电力系统暂态行为进行数值仿真，将故障分类为：无危害故障、有潜在危害故障和有危害故障；第3步：对于分类得出的有危害故障，利用投影暂态能量函数PEF的能量裕度进行插值，即由能量裕度曲线的两个已知点预估其它未知点，或者将灵敏度仿真技术与插值技术结合，求出故障的临界切除时间CCT，即能使系统保持稳定的最大故障切除时间；所述的投影暂态能量函数PEF由投影动能PKE和投影势能PPE组成：PEF＝PKE+PPE投影动能PKE和投影势能PPE分别表示为如下标量形式：$\mathrm{PKE}=\frac{1}{2}{\omega }_{\theta }^2$ $\mathrm{PPE}=-\underset{r_{\theta }\left(t_{\mathrm{cl}}\right)}{\overset{r_{\theta }\left(t\right)}{\int }}{a}_{\theta }d{r}_{\theta }$ 其中tcl表示故障切除时间，aθ和ωθ分别表示投影变换后的系统加速度和系统速度，rθ表示系统角半径；投影变换是用rθ对时间的一阶导数和二阶导数计算aθ和ωθ的方法；若不考虑系统阻尼，沿故障后轨迹PEF保持不变；沿电力系统故障后轨迹投影动能PKE总要通过最低极小点，称作为最小投影动能，表示为PKEmin；第4步：针对电力网络中的每个输电断面的相关最严重的故障，由运行人员确定其送端可调发电机集合和受端可调发电机集合；第5步：针对电力网络中的每个输电断面及其最严重故障，采用基于第三步中的投影暂态能量函数的方法，确定出断面传输功率极限，即满足系统暂态稳定要求的断面传输功率的最大值；对于存在有危害故障的断面，采用基于投影暂态能量函数的灵敏度仿真技术与插值技术结合，算出可调的发电机的有功发电量临界值，即满足系统暂态稳定要求的发电机发电量最大值，然后计算发电机发电量调整方案，即预防控制方案，该方案能使系统在故障发生后保持稳定。