【技术实现步骤摘要】
计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法
本专利技术涉及电力系统紧急控制技术，具体是计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法。
技术介绍
近年来，我国用电量随着国民经济的快速发展持续增长，而纵观我国电力生产与消费，能源分布与负荷需求存在着严重的空间分布不对称的现象，需要远距离、大容量的电力输送。特高压直流是进行远距离、大容量电力输送的一种主要方式，但在直流系统发生闭锁故障时，受端电网出现大量功率缺额，在潮流转移过程中可能使交流输电通道过载，进而引发连锁故障，造成停电事故。因此，大容量直流馈入的受端电网需要针对直流闭锁故障配置相应的切负荷措施。直流闭锁故障后的控制可分为暂态、准稳态两个阶段，两个阶段对控制目标、动作速度和要求各不相同。暂态过程以保持系统的稳定性为主要目标，反应时间为毫秒级。而准稳态以精准平衡功率缺额和提高系统静态安全性为主要目标，反映时间为秒级。目前国内对于直流闭锁后的暂态控制过程已有成熟实用的应对策略，包括多直流协调控制、安控抽蓄切泵...
【技术保护点】
1.计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法，其特征在于，主要包括以下步骤：/n1)获取电力系统数据，包括电力系统节点负荷数据。/n2)建立计及静态频率和电压特性的随机负荷模型；/n3)对计及静态频率和电压特性的随机负荷模型进行解算，得到电力系统正常运行时潮流数据；/n4)在受端电力系统发生直流闭锁时，对计及静态频率和电压特性的随机负荷模型进行解算，得到电力系统直流闭锁时的切负荷方案。/n
【技术特征摘要】
1.计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
1)获取电力系统数据，包括电力系统节点负荷数据。
2)建立计及静态频率和电压特性的随机负荷模型；
3)对计及静态频率和电压特性的随机负荷模型进行解算，得到电力系统正常运行时潮流数据；
4)在受端电力系统发生直流闭锁时，对计及静态频率和电压特性的随机负荷模型进行解算，得到电力系统直流闭锁时的切负荷方案。
2.根据权利要求1所述的计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法，其特征在于，所述计及静态频率和电压特性的随机负荷模型包括负荷随机性模型和实际负荷大小与节点电压、系统频率的关系模型；
负荷随机性模型如公式(1)和公式(2)所示，即：
式中，变量的上方的‘～’表示其为随机变量；变量中的下标‘i’表示所述变量为节点i上的变量；和PDNi表示额定工况下实际有功负荷和期望有功负荷；为额定工况下的负荷预测误差；表示额定工况下的实际无功负荷；rDi表示节点i的期望无功负荷与期望有功负荷之间的比值；
实际负荷大小与节点电压、系统频率的关系模型如公式(3)和公式(4)所示，即：
式中，和为负荷有功和无功的实际值；和表示节点电压为额定值VNi、系统频率为额定值fN时，负荷有功和无功的大小；负荷有功的均值和方差分别为PDNi和σPDi；负荷无功的均值和方差分别为QDNi和σQDi；和为节点i的负荷有功和无功电压指数；节点i的负荷无功电压指数的均值和方差分别为kpvi和σkpvi；节点i的负荷有功电压指数的均值和方差分别为kqvi和σkqvi；和为节点i的负荷的有功和无功频率系数；节点i的负荷的有功频率系数的均值和方差分别为kpfi和σkpfi；节点i的负荷的有功频率系数的均值和方差分别为kqfi和σkqfi。
3.根据权利要求1或2所述的计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的交直流电网受端系统紧急切负荷方法，其特征在于，对计及静态频率和电压特性的随机负荷模型进行解算的主要步骤如下：
1)确定计及静态频率和电压特性的随机负荷模型的随机变量集合随机变量集合X服从多维联合正态分布，即其中Nd为系统中的负荷数，μ和∑代表负荷模型的随机变量的均值和协方差；随机变量集合X中任一随机变量
2)将系统频率、节点电压和发电机出力初始值设定为额定值；
3)利用拉丁抽样法对电力系统节点负荷数据进行抽样，生成NS个负荷参数样本；所述负荷参数包括负荷大小和负荷系数；负荷大小包括负荷有功PDNi，s和负荷无功QDNi，s；负荷系数包括kpvi，s、kqvi，s、kpfi，s和kqfi，s；
4)对第s个负荷参数样本进行潮流解算，得到系统运行状态和负荷实际大小的分布；s初始值为1；潮流解算主要步骤如下：
4.1)计算电力系统功率缺额即：
式中，变量中的下标‘s’表示为第s个负荷参数样本对应的变量，上标‘D’代表与负荷随机性相关的变量；i＝1，2，...，N；N为节点总数；
4.2)计算系统频率变化量和各发电机出力的变化量即：
式中，Δf0为仅采用负荷调节作用平衡功率缺额时系统频率的最大变化量；kLi，s为节点i的负荷的有功-频率调节系数；kGi为节点i上发电机的有功-频率调节系数；
其中，节点i的负荷的有功-频率调节系数kLi，s如下所示：
节点i上发电机的有功-频率调节系数和发电机有功出力PGi，s的关系式如下：
PGi，s＝PG0i-kGi(fs-f0)；(9)
式中，PG0i对应系统频率为f0时节点i上发电机的出力；
4.3)基于系统频率变化量和各发电机出力的变化量调节负荷功率和发电机出力，以平抑负荷有功波动；调节发电机励磁系统，以平衡负荷无功波动；
在发电机出力调整时，判断发电机有功出力成立，若成立，则将对应发电机有功出力PGi，s调整为并按照负荷系数kGi调整其余有功出力的发电机，以平衡剩余的功率缺额若不成立，则直接调整对应发电机有功出力PGi，s；表示发电机最大出力；
4.4)更新系统频率和发电机出力令并令更新的发电机有功出力
计算系统中各节点的有功功率不平衡量ΔPi，s和无功功率不平衡量ΔQi，s，即：
式中，和为负荷有功和无功大小；和为发电机有功和无功出力，为节点i和j之间的电压相角差，Gij和Bij分别为节点导纳矩阵第i行j列元素的实部和虚部；NB和NPQ分别为系统中的全部节点和PQ节点的集合；
4.5)采用牛顿-拉夫逊法进行求解方程(10)和(11)，修正方程如下所示：
式中，系统频率的初值为
4.6)在公式(12)的两边同时乘以雅克比矩阵的逆，计算得到电压相角、电压幅值和系统频率的修正量；
判断电压相角、电压幅值和系统频率的修正量是否小于阈值，若是，则停止迭代，并进入步骤4.7)；若否，则返回步骤4.5，对公式(12)进行迭代求解；
4.7)计算电压相角、电压幅值和系统频率的实际值，即电压相角、电压幅值和系统频率的修正量和初始值之和；
将电压相角、电压幅值...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐俊杰，杜骁，蒋营营，周昕宇，林星宇，何映桥，杨晨，陈晓琳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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