可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法和系统，包括获得与具有发电机组的电力系统连接的一条补偿线路和N条非补偿线路；分别计算发电机组和其中一个非补偿线路之间的等效电抗、以及该非补偿线路和其他非补偿线路之间的等效电抗，并将计算得到的数据表征为向量集合；根据步骤2获得的向量集合计算出每个向量的数值，并根据向量的数值计算得到与各发电机对应的串补作用系数CIFk；根据计算得到的CIFk值判断其是否在设定的阈值范围内，将符合条件的CIFk值对应的向量筛选出来组成安全短路容量区间。本发明专利技术在不同短路容量条件下利用串补系数作用法计算系统各发电机的SSR风险。

Safe Short Circuit Capacity Screening Method and System to Avoid the Risk of Subsynchronous Resonance

The embodiment of the present invention provides a safe short-circuit capacity screening method and system to avoid the risk of sub-synchronous resonance, including obtaining a compensating line and N non-compensating lines connected to a power system with a generator set, calculating the equivalent reactance between the generator set and one of the non-compensating lines, and the equivalence between the non-compensating line and other non-compensating lines, respectively. The reactance is expressed as a set of vectors; the value of each vector is calculated according to the set of vectors obtained in step 2, and the series compensation coefficient CIFk corresponding to each generator is calculated according to the number of vectors; the CIFk value is calculated to determine whether it is within the set threshold range, and the vectors corresponding to the qualified CIFk value are screened out to form safety. Short circuit capacity interval. The invention calculates the SSR risk of each generator in the system by using the method of series compensation coefficient action under different short circuit capacity conditions.

【技术实现步骤摘要】
可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法和系统
本专利技术涉及电力系统运行和控制
，具体的说涉及一种可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法和系统。
技术介绍
串联补偿是一种广泛应用的输电技术，可经济高效地提高系统输电容量和暂态稳定性。然而，火电机组的轴系与串联补偿电容器间存在交换次同步频率下能量的可能，即引发次同步谐振(SSR)问题。抑制次同步振荡问题可以从加强交流网架结构入手，这是因为改变网架结构可以改变系统的谐振频率和SSR阻尼特性。由于系统交流母线电气强度由其等效短路容量体现，因此在系统规划阶段可以通过计算安全短路容量来避免SSR问题。目前已有的次同步谐振分析方法需要复杂的计算过程和发电机的详细参数，并不适用于系统规划阶段。例如，频率扫描法可快速确定系统谐振频率。但对每台待分析发电机，频率扫描法都需要先建立等效分析模型后再进行系统扫描计算。特征值法和测试信号法需要发电机及其轴系模型的详细参数且计算量大。随着系统规模和发电机数量的增加，上述两种方法的计算量会急剧增加，应用十分不便。CIF(compensationimpactfactor，CIF)使用发电机的等效电源模型，计算时仅需发电机容量和电压就可得出每台发电机的CIF值。再通过阈值判断即可确定该发电机是否具有SSR风险。CIF仅需要简单的计算过程且无需发电机轴系的参数。因此，在系统规划阶段，此方法可用于确定交流母线安全等效短路容量，从而避免SSR问题。
技术实现思路
鉴于以上所述的技术问题，本专利技术实施例提供了一种可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法和系统，可在规划阶段显著降低系统次同步谐振(sub-synchronousresonance，SSR)风险。可避免次同步谐振风险的系统安全短路容量快速筛选方法，包括：步骤1：获得与具有发电机组的电力系统连接的一条补偿线路和N条非补偿线路；步骤2：分别计算发电机组和其中一个非补偿线路之间的等效电抗XG-Si、以及该非补偿线路和其他非补偿线路之间的等效电抗XSi-j，并将计算得到的数据表征为向量集合XSYS，其中XSYS表示为：其中k＝1，2，3...m，m是发电机的数量。步骤3：根据步骤2获得的向量集合XSYS计算出每个向量的数值，并根据向量的数值计算得到与各发电机对应的串补作用系数CIFk，并表示为：其中PC是补偿线路上流过的有功功率，而PUC-1到PUC-N分别表示每条非补偿线路上流过的有功功率；步骤4：根据计算得到的CIFk值判断其是否在设定的阈值TCIF范围内，将符合条件的CIFk值对应的向量筛选出来组成安全短路容量区间。可选择地，步骤4中包括：根据发电机的数量m、非补偿线路的数量N和向量集合XSYS计算出维度为w的XSYS(i，j，k)；计算出对应的w台发电机的CIF值，如果计算出的所有CIF值均低于阈值TCIF，则由w个XSYS个组成的相量XSYS(i，j，k)是安全电抗XSYS-sty；反之，则不是XSYS-sty。如果w小于W，则令w＝w+1，重新计算出w个XSYS的数值，再计算每台发电机对应的串补作用系数，并判断此时的XSYS(i，j，k)是否是安全电抗XSYS-sty；若w≥W时，计算停止；经过上述步骤筛选出来的XSYS-sty值，组成安全电抗区间[XSYS-sty]，从而形成安全短路容量区间[1/XSYS-sty]，阈值TCIF为0.2。可避免次同步谐振风险的系统安全短路容量快速筛选系统，包括记载和/或执行上述筛选方法的计算机硬件设备。本专利技术在不同短路容量条件下利用串补系数作用法(CIF)计算系统各发电机的SSR风险。再利用CIF门槛值筛选出不具备SSR风险的系统短路容量，从而为系统得出没有SSR风险的安全短路容量。由于CIF方法计算时需要的信息量极少，因此本申请提出的筛选方法适用于电网规划阶段。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。附图1是计算发电机CIF值示意图；附图2是获得安全电抗的流程图；附图3是测试系统的电路图；附图4是不同系统工况下的CIF值的示意图，其中图4(a)是当Xeq2＝0.1，0.3，0.5p.u时的CIF值；图4(b)是当Xeq1＝0.1，0.3，0.5p.u时的CIF值；图4(c)是当Xtr＝0.2，0.6，0.8p.u时的CIF值；附图5是SSR测试的效果图，其中图5(a)是发电机终端电压的频谱分析；图5(b)是阻尼特性；图5(c)是高压和中压气缸之间的扭矩。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。现在将参考地描述示例实施方式，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本专利技术的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本专利技术的主要技术创意。如图1-2所示，可避免次同步谐振风险的系统安全短路容量快速筛选方法，包括：步骤1：获得与具有发电机组的电力系统连接的一条补偿线路和N条非补偿线路；步骤2：分别计算发电机组和其中一个非补偿线路之间的等效电抗XG-Si、以及该非补偿线路和其他非补偿线路之间的等效电抗XSi-j，并将计算得到的数据表征为向量集合XSYS，其中XSYS表示为：其中k＝1，2，3...m，m是发电机的数量。步骤3：根据步骤2获得的向量集合XSYS计算出每个向量的数值，并根据向量的数值计算得到与各发电机对应的串补作用系数CIFk，并表示为：其中PC是补偿线路上流过的有功功率，而PUC-1到PUC-N分别表示每条非补偿线路上流过的有功功率；步骤4：根据计算得到的CIFk值判断其是否在设定的阈值TCIF范围内，将符合条件的CIFk值对应的向量筛选出来组成安全短路容量区间。可选择地，步骤4中包括：根据发电机的数量m、非补偿线路的数量N和向量集合XSYS计算出维度为w的XSYS(i，j，k)；计算出对应的w台发电机的CIF值，如果计算出的所有CIF值均低于阈值TCIF，则由w个XSYS个组成的相量XSYS(i，j，k)是安全电抗XSYS-sty；反之，则不是XSYS-sty。如果w小于W，则令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法，其特征在于，包括：步骤1：获得与具有发电机组的电力系统连接的一条补偿线路和N条非补偿线路；步骤2：分别计算发电机组和其中一个非补偿线路之间的等效电抗XG‑Si、以及该非补偿线路和其他非补偿线路之间的等效电抗XSi‑j，并将计算得到的数据表征为向量集合XSYS，其中XSYS表示为：

【技术特征摘要】
1.一种可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法，其特征在于，包括：步骤1：获得与具有发电机组的电力系统连接的一条补偿线路和N条非补偿线路；步骤2：分别计算发电机组和其中一个非补偿线路之间的等效电抗XG-Si、以及该非补偿线路和其他非补偿线路之间的等效电抗XSi-j，并将计算得到的数据表征为向量集合XSYS，其中XSYS表示为：其中k＝1，2，3...m，m是发电机的数量；步骤3：根据步骤2获得的向量集合XSYS计算出每个向量的数值，并根据向量的数值计算得到与各发电机对应的串补作用系数CIFk，并表示为：其中PC是补偿线路上流过的有功功率，而PUC-1到PUC-N分别表示每条非补偿线路上流过的有功功率；步骤4：根据计算得到的CIFk值判断其是否在设定的阈值TCIF范围内，将符合条件的CIFk值对应的向量筛选出来组成安全短路容量区间。2.如权利要求1所述的可避免次同步谐振风险的安全短路容量筛选方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海峰，夏新茂，梁钢，刘锦明，康玉函，廖孟柯，付林，常鹏，郭太平，余金，申亚波，唐旭，张娟，张伟，王绍然，邓占锋，赵国亮，于弘洋，王英沛，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司经济技术研究院，全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65