一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法技术

本发明专利技术公开了一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，属于电力系统分析技术领域。该方法包括步骤：建立电力系统潮流方程，发电机节点为PV节点，负荷节点考虑负荷电压特性；设置某一发电机的机端电压值，解潮流方程并计算得到各节点负荷有功；再给该发电机的机端电压增加一小增量，再次解潮流方程获得各节点负荷有功；将两次负荷有功进行计算得到的结果用来表征该发电机PSS对频率振荡模式影响大小。计算值越大的发电机，其PSS对频率振荡模式的影响越大，调整该发电机的PSS可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。

A Method for Evaluating the Impact of PSS on Frequency Oscillation of Different Generators

【技术实现步骤摘要】
一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法
本专利技术属于电力系统分析
，具体涉及一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法。
技术介绍
近年来，国内发生了多起振荡频率低于传统低频振荡频率的振荡事件，经过大量研究，该振荡为一次调频过程中出现的电力系统小扰动稳定问题，并且为全系统频率整体同调振荡，应称为频率振荡。国内目前防止频率振荡的主要手段是优化调速器参数，提高原动系统阻尼。实际上，电力系统稳定器(PowerSystemStabilizer,PSS)和励磁系统也会对频率振荡产生影响，选择合适的PSS参数可以提高频率振荡模式的阻尼，并且励磁系统相较于调速器更易控制，可为频率振荡的抑制提供一种新的方案。根据阻尼转矩法的概念，频率振荡中，影响其振荡阻尼的关键是频率偏差和功率偏差之前的相位关系。在负荷具有电压调节效应的系统中，频率偏差Δf和负荷有功功率偏差ΔPL的关系如图2所示。GPSS(s)为PSS传递函数；GEX(s)为励磁系统传递函数，ΔEf为发电机励磁电压偏差；GF(s)为励磁绕组部分传递函数，ΔE′q为发电机暂态电势偏差；ΔUi为发电机端电压偏差，K1为发电机暂态电势ΔE′q与发电机端电压偏差ΔUi的比例系数；ΔUj为负荷电压偏差，K2为发电机端电压偏差ΔUi与负荷电压偏差ΔUj之间的比例系数，与网络有关；只考虑负荷的静态特性，ΔUj到ΔPL之间为比例关系，系数记为K3，反映负荷的电压调节效应。若使用调节PSS改变频率振荡阻尼，需选择对频率振荡影响更大的PSS，因此，需要一种方法评估在多机系统中发电机PSS对频率振荡模式的影响大小，选择影响更大的发电机PSS进行调整可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法。使用调节PSS改变频率振荡阻尼，可以通过本专利技术方法仿真计算得到多机系统中各发电机PSS对频率振荡的影响大小，从而选择影响更大的发电机PSS进行调整可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，包括步骤：A：根据系统拓扑结构和参数建立电力系统潮流方程，发电机节点为PV节点，负荷节点考虑负荷电压特性；B：设置发电机i的机端电压为Ui，i＝1,…,N，N为系统发电机总数，解潮流方程并计算得到各节点负荷有功PLj，j＝1,…,M，M为系统负荷节点总数；C：将发电机i的机端电压增加ΔUi，即设置发电机i的机端电压为Ui+ΔUi，再次解潮流方程获得各节点负荷有功P′Lj；D：最后计算KGLi越大的发电机，其PSS对频率振荡模式的影响越大，调整该发电机的PSS可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。进一步，优选的是，为了避免改变潮流平衡点，所述的ΔUi不大于1％Ui。进一步，优选的是，所述的ΔUi＝0.1％Ui。本专利技术步骤(1)中，负荷节点考虑负荷电压特性，即负荷有功功率与负荷电压相关，例如：负荷有功功率PL0为负荷有功功率初值，U为负荷电压，U0为负荷电压初值，KZ为负荷电压调节系数，KL为负荷频率效应系数，Δf为负荷频率偏差，项即为负荷与电压相关的部分。本专利技术中ΔUi为一小增量，优选ΔUi＝0.1％Ui，但不限于。本专利技术原理：在多机系统中，由于发电机在网络中所处的位置不同，以及各个负荷的电压调节效应系数不相同，即使是同样的发电机，图2中的系数K2和K3也是不同的，改变不同发电机的PSS后对系统频率振荡模式的影响大小也是不同的。因此，评估不同位置发电机的PSS对频率振荡模式影响大小时，主要关注系数K2和K3的大小。系数K2和K3反映发电机机端电压变化和系统负荷有功功率变化之间的灵敏度。在多机系统中，有大量负荷节点，发电机i机端电压变化ΔUi，导致负荷节点j的电压变化为ΔUj＝K2jΔUi，进而功率变化为ΔPLj＝K3jΔUj＝K3jK2jΔUi，因此，系统总负荷有功功率变化为发电机i机端电压和系统总负荷有功功率之间的灵敏度为可以通过KGLi评估发电机PSS对频率振荡模式的影响大小。KGLi越大的发电机影响越大，调整该发电机的PSS可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本专利技术的评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，利用发电机i的机端电压为Ui和Ui+ΔUi时潮流计算得到的负荷有功进行计算，得到能表征该发电机PSS对频率振荡模式影响大小的值，该值越大，则说明发电机PSS对频率振荡模式的影响越大。所述方法在使用调节PSS改变频率振荡阻尼时，提供了一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，从而可以选择对频率振荡影响更大的发电机，调整该发电机的PSS可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。附图说明图1是本专利技术所述评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法流程图。图2是系统频率偏差与负荷功率偏差关系图。图3为4机2区系统拓补结构。图4为4机2区系统在不同PSS参数下发电机G1转速偏差曲线具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述。本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。本专利技术所述的评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，基于阻尼转矩法评估发电机PSS对频率振荡影响大小。根据阻尼转矩法的概念，频率振荡中，影响其振荡阻尼的关键是频率偏差和功率偏差之前的相位关系。在负荷具有电压调节效应的系统中，频率偏差Δf和电磁功率ΔPe的关系如图2所示。评估不同发电机的PSS对频率振荡模式影响大小时，主要关注系数K2和K3的大小。发电机i机端电压和系统总有功负荷之间的灵敏度为可以通过KGLi评估发电机PSS对频率振荡模式的影响大小。KGLi越大的发电机影响越大，调整该发电机的PSS可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。本专利技术提供了一种通过电力系统潮流方程计算灵敏度KGLi的方法，包括：A：根据系统拓扑结构和参数建立电力系统潮流方程，发电机节点为PV节点，负荷节点考虑负荷电压特性；B：设置发电机i的机端电压为Ui，i＝1,…,N，N为系统发电机总数，解潮流方程并计算得到各节点负荷有功PLj，j＝1,…,M，M为系统负荷节点总数；C：将发电机i的机端电压增加ΔUi，即设置发电机i的机端电压为Ui+ΔUi，再次解潮流方程获得各节点负荷有功P′Lj；其中，ΔUi＝0.1％Ui；D：最后计算KGLi越大的发电机，其PSS对频率振荡模式的影响越大，调整该发电机的PSS可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。本专利技术的评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，通过电力系统潮流方程计算结果得到发电机PSS对频率振荡阻尼的灵敏度KGLi。所述方法在使用调节PSS改变频率振荡阻尼时，提供了一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，从而可以选择对频率振荡影响更大的发电机，调整该发电机的PSS可以更有效的提高频率振荡模式的阻尼。在4机2区域系统中进行仿真验证，网络拓扑结构见图3，负荷模型为式中，PL0为负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，其特征在于，包括步骤：A：根据系统拓扑结构和参数建立电力系统潮流方程，发电机节点为PV节点，负荷节点考虑负荷电压特性；B：设置发电机i的机端电压为Ui，i＝1,…,N，N为系统发电机总数，解潮流方程并计算得到各节点负荷有功PLj，j＝1,…,M，M为系统负荷节点总数；C：将发电机i的机端电压增加ΔUi，即设置发电机i的机端电压为Ui+ΔUi，再次解潮流方程获得各节点负荷有功P′Lj；D：最后计算

【技术特征摘要】
1.一种评估不同发电机PSS对频率振荡影响大小的方法，其特征在于，包括步骤：A：根据系统拓扑结构和参数建立电力系统潮流方程，发电机节点为PV节点，负荷节点考虑负荷电压特性；B：设置发电机i的机端电压为Ui，i＝1,…,N，N为系统发电机总数，解潮流方程并计算得到各节点负荷有功PLj，j＝1,…,M，M为系统负荷节点总数；C：将发电机i的机端电压增加ΔUi，即设置发电机i的机端电压为U...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，段荣华，李青兰，吴琛，闵勇，黄伟，徐飞，程旻，胡伟，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：云南,53