一种大电网扰动传播特性评估方法技术

本发明专利技术提供一种大电网扰动传播特性评估方法，该方法结合能量输送演变特征和扰动轨迹的大电网扰动传播特性进行评估：首先，按照故障后暂态总能量的变化特点，将故障后的扰动传播过程分为暂态能量注入阶段、暂态能量守恒阶段和暂态能量逐步衰减阶段；其次，根据上述各阶段暂态能量变化特点确定评估对象；采用时域仿真法进行仿真计算，采用时域仿真法进行仿真计算，并在不同阶段的仿真结果中选取暂态能量的相关项，将其定义为观测指标；判断发生扰动的影响要素，生成影响要素集；从而获取影响暂态能量传播的关键因素；以实现大电网扰动传播特性的评估。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统控制与仿真分析
，具体涉及一种大电网扰动传播特性评估方法。
技术介绍
当前我国电网建设已经步入到特高压大电网的时代。随着电网规模不断扩大，其在发挥资源优化配置作用的同时，也使得故障范围扩大，可能会导致大面积停电甚至全国范围内的电网崩溃，这将对电力系统的安全稳定控制研究工作提出了新的挑战。研究大电网扰动发生后的传播过程对于理解电力系统在扰动后的行为特征以及制定相关的防控措施具有重大意义。当前针对大电网扰动传播特性的研究方法主要有扰动轨迹法、暂态能量函数法以及综合法。扰动轨迹法实质上就是以潮流解或稳态工况为初始值，对上述表征系统状态量的非线性微分方程组以及反映网络结构的代数方程组求解，可以得到系统各种变量(如发电机组的功角差、线路上的传输功率等)的时间响应，通过观察分析各变量的时间响应，来判断系统是否稳定。扰动轨迹法的模型足够精致，计算精度高，但是其计算量大，更适用于离线计算分析，且无法给出稳定裕度指标。基于李雅普诺夫稳定理论的暂态能量函数(TransientEnergyFunction，TEF)法又称拟李雅普诺夫直接法或简称直接法，从系统能量的角度去看待稳定问题，可快速做稳定判断，而不必积分计算整个系统的运动轨迹，故可快速分析系统在预想事故下的暂态稳定度，并进行预想事故的严重性排队及做出告警。但利用暂态能量函数法研究系统的暂态稳定问题时，也存在两个限制其应用的关键性难点问题：1)如何构造一个反映系统稳定性的暂态能量函数；2)利用何种方法确定系统的临界能量。同时随着研究的深入，发现构造的全局能量函数很难反映失稳局部区域的能量特点，而支路势能法以及端口能量法的提出则把研究重点从全局能量转移到了局部区域的能量。上述关于大电网扰动传播特性的评估方法皆基于能量分析及轨迹分析执行，对故障后暂态能量演变的全过程统一分析，不加区分；其缺陷主要凸显于前者在模型构造和实用性方面的不足，以及后者无法给出稳定裕度；造成分析难度大，与此同时难以解决各阶段自身问题。此外，能量函数相关方法中提出了诸多评判能量转移和传递的指标，但这些指标一般均以能量角度出发直接构造，很难建立起与采用轨迹法获得的时域仿真结果之间的直接联系，计算量大且转换步骤冗杂，由此极大限制了该类指标在实际大电网中的广泛应用。
技术实现思路
为了弥补上述不足，本专利技术在充分考虑故障后暂态能量输送演变的不同阶段和特性的基础上，提出一种结合能量输送演变特征和扰动轨迹的大电网扰动传播特性分析方法，有效提高分析结果的精度和准确度，从而降低发生大型停电事故的概率，以保障电力系统的安全稳定。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一种大电网扰动传播特性评估方法，所述方法包括下述步骤：(1)将故障后的扰动传播过程划分为暂态能量注入阶段、暂态能量恒定阶段和暂态能量逐步衰减阶段，确定各阶段评估对象；(2)采用时域仿真法进行仿真计算，并在不同阶段的仿真结果中选取暂态能量的相关项，将其定义为观测指标；(3)判断发生扰动的影响要素，生成影响要素集；(4)获取影响暂态能量传播的关键因素。优选的，所述步骤(1)中，确定各阶段评估对象，包括暂态能量注入阶段下，故障区域发电机组的相关参数和线路潮流；其中，所述发电机组的相关参数包括出力、容量和旋转惯量；暂态能量恒定阶段下，故障区域、电源端和负荷端发电机组的相关参数，故障区域、电源端和负荷端的电压水平、暂态能量转移通道近区设备和暂态能量转移通道相关状态量；其中，所述暂态能量转移通道近区设备，包括发电机组、无功补偿装置和可控串补设备；所述暂态能量转移通道相关状态量包括通道中线路潮流水平、电压水平以及线路两侧的初始相角功角差；暂态能量逐步衰减阶段下，振荡线路近区的相关变量，具体包括母线电压、发电机组的相关参数、振荡线路潮流水平以及线路两侧的初始相角功角差。优选的，所述步骤(2)采用时域仿真法进行仿真计算包括：通过式(1)确定故障区域发电机组相关参数GF：GF={gf1,gf2,...,gfi,...,gfn1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大电网扰动传播特性评估方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)将故障后的扰动传播过程划分为暂态能量注入阶段、暂态能量恒定阶段和暂态能量逐步衰减阶段，确定各阶段评估对象；(2)采用时域仿真法进行仿真计算，并在不同阶段的仿真结果中选取暂态能量的相关项，将其定义为观测指标；(3)判断发生扰动的影响要素，生成影响要素集；(4)获取影响暂态能量传播的关键因素。

【技术特征摘要】
1.一种大电网扰动传播特性评估方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)将故障后的扰动传播过程划分为暂态能量注入阶段、暂态能量恒定阶段和暂态能量逐步衰减阶段，确定各阶段评估对象；(2)采用时域仿真法进行仿真计算，并在不同阶段的仿真结果中选取暂态能量的相关项，将其定义为观测指标；(3)判断发生扰动的影响要素，生成影响要素集；(4)获取影响暂态能量传播的关键因素。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，确定各阶段评估对象，包括暂态能量注入阶段下，故障区域发电机组的相关参数和线路潮流；其中，所述发电机组的相关参数包括出力、容量和旋转惯量；暂态能量恒定阶段下，故障区域、电源端和负荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁剑，刘行，马世英，李东，陈长胜，郑超，刘道伟，王世谦，田春筝，王璟，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11