一种基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法，包括以下步骤：S1、对电网频率相关元件的数学模型进行简化；S2、基于链式系统结构和简化后的元件数学模型，建立电网频率动态时空演变的数学模型，验证电网频率具有动态时空分布特性且以波的形式在电网中传播；S3、对电网频率动态时空演变的数学模型求解，分析电网频率动态时空分布特性。本发明专利技术为有关频率动态特性的研究提供了新的方法，根据链式系统，建立表征电网频率动态时空特性的数学模型，以解析的形式从系统整体的角度说明频率动态在电网中的行为特性，证明了电网频率动态以波的形式在电网中传播，其所描述的频率动态行为有助于分析大规模电网中频率动态时空分布特性的机理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法
本专利技术属于电力系统频率稳定
，具体涉及一种基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法。
技术介绍
频率响应是电网中源-荷之间平衡状况的宏观体现。当电力系统正常运行时，电网中任何位置的频率都保持恒定且一直。为了保持电网频率的恒定，大电机发成的能量与负荷消耗的能量必须保持平衡。当电网收到各种扰动干扰时，源泉-荷之间功率失去平衡，由于发电机的“下垂”特性，同步发电机会响系统中功率的不平衡，使同步发电机的转子具有加速或加速的过程，从而引起电网频率发生动态变化，频率的动态特性对网络中各控制系统及保护装置具有直接性影响，如果系统保护和机组保护配合出现问题，则容易诱发电网连锁故障的发生，甚至使电网解列为多个孤立系统，进一步导致电网频率的大幅下降，增加电网发生崩溃事故的几率。随着各个系统之间的互联，现代电网变成了一个空间跨度大、网架结构复杂的大规模系统。当电力系统遭受扰动干扰时，扰动对大规模电网的波及范围更广、危害程度更大，而且电网中不同节点(如发电机几点、负荷节点等)接入的电力设备的不同，电网中不同位置的频率变化具有一定的差异，从而使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对影响电网频率时空分布的元件的数学模型进行简化；S2、基于链式系统结构和简化后的元件数学模型，建立电网频率动态时空演变的数学模型，验证电网频率具有动态时空分布特性且以波的形式在电网中传播；S3、对电网频率动态时空演变的数学模型求解，分析电网频率动态时空分布特性。

【技术特征摘要】
1.一种基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对影响电网频率时空分布的元件的数学模型进行简化；S2、基于链式系统结构和简化后的元件数学模型，建立电网频率动态时空演变的数学模型，验证电网频率具有动态时空分布特性且以波的形式在电网中传播；S3、对电网频率动态时空演变的数学模型求解，分析电网频率动态时空分布特性。2.根据权利要求1所述的基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法，其特征在于，所述步骤S1中影响电网频率时空分布的元件包括发电机及输电线路；所述发电机数学模型中的基本方程简化为：式中，M表示发电机惯性时间常数；δ为发电机转子角；ω0为发电机额定转速；ω发电机转速；Pm为机械功率；Pe为电磁功率；时间t的单位为s；所述输电线路模型中，输电线路与节点i相连接的线路中传输的有功功率简化为：式中，Ui、Uj分别为联络线两端母线电压幅值；θi、θj分别为母线电压相角；Xij为输电线路电抗。3.根据权利要求2所述的基于解析形式的电网频率动态时空演变的分析方法，其特征在于，所述步骤S2中电网频率动态时空演变的数学模型为描述电网频率动态时空演变特性的广义波动方程，所述数学模型验证电网频率具有动态时空分布特性且以波的形式在电网中传播；所述数学模型构建的具体过程为：基于电力链式系统结构，根据公式(1)确定系统中第i台发电机的频率动态的增量形式为：式中，ΔfG为发电机频率增量；ΔPm、ΔPe分别为机械功率增量、电磁功率增量；M为发电机惯性时间常数；ω0为额定转速；下标i表示链式系统结构中母线及发电机编号；根据能量守恒定律和公式(2)，链式系统结构中发电机输出功率的增量与输电线路中有功功率增量的关系为：ΔPei＝ΔPi,i+1-ΔPi-1,i(4)式中，ΔPi,i+1、ΔPi-1,i为链式系统结构中线路中传输的有功功率增量；设输电线路两端母线电压相角增量分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宁宁，王德林，魏蒙希，高原，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51