基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法及装置。该方法包括：确定待分析电力系统中设置的全部SVC分别对应的临界增益系数ξ

Design method and device of coordinated damping of static var compensator based on gain conservation

【技术实现步骤摘要】
基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法及装置
本专利技术属于电力系统动态稳定性的分析与控制
，尤其涉及一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法及装置。
技术介绍
电力系统中由于阻尼不足引发的低频振荡现象可能导致系统解列甚至大面积停电等严重后果，严重威胁系统的安全运行。随着电力系统的发展，灵活交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystems，简称FACTS)在电力系统中得到了广泛的应用。通过在FACTS设备上附加阻尼控制器来增强系统阻尼，可以有效地抑制系统振荡，在增强系统稳定性方面发挥了重要作用。通常情况下，对于电力系统的局部振荡模式，FACTS设备的附加阻尼控制器可以针对不同的控制目标而单独进行设计和安装。随着FACTS设备数量的增加，不同FACTS设备附加阻尼控制器之间可能存在负面的交互作用，从而恶化附加阻尼控制器在阻尼控制方面的正向积极作用甚至威胁系统的安全运行。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法及装置，以解决目前电力系统中存在的多静态无功补偿器同时投入时在阻尼控制方面存在的负面交互作用。第一方面，本专利技术提供一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，包括：确定待分析电力系统中设置的全部SVC分别对应的临界增益系数ξi；调整各SVC分别对应的临界增益SKmaxi，直到电力系统中设置的任一SVC的临界增益系数ξi均不大于预先设定的整定系数阈值，并记录调整后各SVC分别对应的临界增益SKmaxi；确定全部的SVC同时投入运行时，所述待分析电力系统不发生振荡的最大增益调节因子αkmax；根据所述最大增益调节因子αkmax，确定全部的SVC同时投入抑制目标振荡模式时的增益上限值MKmax；根据下式分别确定满足安全裕度约束下各SVC对应的安全增益Ki，所述安全增益Ki为协调设计后各SVC对应的附加阻尼控制器的放大系数：其中，η为预先设定的安全裕度系数，0＜η＜1。第二方面，本专利技术提供一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计装置，包括：临界增益系数确定模块，用于确定待分析电力系统中设置的全部SVC分别对应的临界增益系数ξi；临界增益调整模块，用于调整各SVC分别对应的临界增益SKmaxi，直到电力系统中设置的任一SVC的临界增益系数ξi均不大于预先设定的整定系数阈值，并记录调整后各SVC分别对应的临界增益SKmaxi；最大增益调节因子确定模块，用于确定全部的SVC同时投入运行时，所述待分析电力系统不发生振荡的最大增益调节因子αkmax；增益上限值确定模块，用于根据所述最大增益调节因子αkmax，确定全部的SVC同时投入抑制目标振荡模式时的增益上限值MKmax；安全增益确定模块，用于根据下式分别确定满足安全裕度约束下各SVC对应的安全增益Ki，所述安全增益Ki为协调设计后各SVC对应的附加阻尼控制器的放大系数：其中，η为预先设定的安全裕度系数，0＜η＜1。本专利技术提供的基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法及装置，采用多轮运行试验确定待分析电力系统中满足安全裕度限制及电力系统不发生振荡这两个约束下的各阻尼控制器的增益总和；并根据各静态无功补偿器对增益总和的贡献程度，协调设计各静态无功补偿器的附加阻尼控制器的增益。协调设计后的各SVC在同时投入到待分析电力系统中时，能够抑制系统的低频振荡，增强系统稳定性，提高电力系统的运行安全。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为本专利技术一个实施例的基于增益守恒定理的多静态无功补偿器协调阻尼设计方法的流程示意图；图2为本专利技术一个实施例的基于增益守恒定理的多静态无功补偿器协调阻尼设计装置的组成示意图；图3为本专利技术一个实施例的包括2个SVC的电力系统的示意图；图4为图3所示的SVC的电压控制器的方框图模型；图5为图3所示的SVC的附加阻尼控制器的方框图模型；图6为本专利技术又一个实施例的两区四机的电力系统的示意图；图7为图6所示的电力系统中投入SVC1时联络线上的有功功率响应曲线；图8为图6所示的电力系统中投入SVC2时联络线上的有功功率响应曲线；图9为图6所示的电力系统中同时投入SVC1和SVC2时联络线上的有功功率响应曲线；图10为图6所示的电力系统中同时投入协调设计后的阻尼控制器增益的SVC1和SVC2时联络线上的有功功率响应曲线。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。静态无功补偿器(StaticVarCompensator，简称SVC)可以连续调节无功注入以维持母线电压，因此，电力系统中广泛引入SVC来改善或提高系统的电压稳定性，SVC已成为应用最为广泛的FACTS设备之一。为了对电力系统中的低频振荡模式进行抑制，需要进行多静态无功补偿器设备之间的协调阻尼控制，从而有效地减少多静态无功补偿器之间的负面交互作用，抑制系统的低频振荡，增强系统稳定性，提高电力系统的运行安全。本专利技术实施例的静态无功补偿器协调阻尼设计方法及装置，利用包括多个静态无功补偿器的电力系统的扩展Philips-Heffron模型，证明了包括多个静态无功补偿器的电力系统的阻尼控制器的增益总和满足增益守恒定理；随后，采用多轮运行试验确定待分析电力系统中满足安全裕度限制及电力系统不发生振荡这两个约束下的各阻尼控制器的增益总和；并根据各静态无功补偿器对增益总和的贡献程度，协调设计各静态无功补偿器的附加阻尼控制器的增益。协调设计后的各SVC在同时投入到待分析电力系统中时，能够抑制系统的低频振荡，增强系统稳定性，提高电力系统的运行安全。如图1所示，一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，其特征在于，包括：步骤S100：确定待分析电力系统中设置的全部SVC分别对应的临界增益系数ξi；步骤S200：调整各SVC分别对应的临界增益SKmaxi，直到电力系统中设置的任一SVC的临界增益系数ξi均不大于预先设定的整定系数阈值，并记录调整后各SVC分别对应的临界增益SKmaxi；步骤S300：确定全部的SVC同时投入运行时，所述待分析电力系统不发生振荡的最大增益调节因子αkmax；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，其特征在于，包括：/n确定待分析电力系统中设置的全部SVC分别对应的临界增益系数ξ

【技术特征摘要】
1.一种基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，其特征在于，包括：
确定待分析电力系统中设置的全部SVC分别对应的临界增益系数ξi；
调整各SVC分别对应的临界增益SKmaxi，直到电力系统中设置的任一SVC的临界增益系数ξi均不大于预先设定的整定系数阈值，并记录调整后各SVC分别对应的临界增益SKmaxi；
确定全部的SVC同时投入运行时，所述待分析电力系统不发生振荡的最大增益调节因子αkmax；
根据所述最大增益调节因子αkmax，确定全部的SVC同时投入抑制目标振荡模式时的增益上限值MKmax；
根据下式分别确定满足安全裕度约束下各SVC对应的安全增益Ki，所述安全增益Ki为协调设计后各SVC对应的附加阻尼控制器的放大系数：



其中，η为预先设定的安全裕度系数，0＜η＜1。


2.根据权利要求1所述的基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，其特征在于，
所述确定待分析电力系统中设置的全部SVC分别对应的临界增益系数ξi，包括：
针对待分析电力系统中设置的全部SVC，逐一进行临界增益试验，确定每一个SVC对应的临界增益SKmaxi，其中，1≤i≤N，N为电力系统中设置的SVC的总数目；
根据下式计算各SVC对应的临界增益系数：



其中，


3.根据权利要求1所述的基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，其特征在于，
所述调整各SVC分别对应的临界增益SKmaxi，直到电力系统中设置的任一SVC的临界增益系数ξi均不大于预先设定的整定系数阈值，包括：
步骤S110：在任一临界增益系数ξi大于预先设定的整定系数阈值时，减小相应的SVC对应的临界增益SKmaxi，重新计算待分析电力系统中全部SVC分别对应的临界增益系数ξi；
步骤S120：在任一临界增益系数ξi大于预先设定的整定系数阈值时，执行步骤S110；
在任一临界增益系数ξi不大于预先设定的整定系数阈值时，记录当前各SVC分别对应的临界增益SKmaxi。


4.根据权利要求1所述的基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，其特征在于，
所述增益上限值MKmax为各SVC对应的并列增益系数KKi的总和，各SVC对应的并列增益系数KKi根据下式确定：
KKi＝SKmaxi×αkmax；
所述安全裕度约束如下式：


5.根据权利要求1所述的基于增益守恒的静态无功补偿器协调阻尼设计方法，其特征在于，
针对所述待分析电力系统，其设置的全部SVC同时投入且所述待分析电力系统不发生振荡时，各SVC对应的附加阻尼控制器的放大系数的总和守恒，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高磊，孙华东，徐式蕴，毕经天，赵兵，易俊，褚晓杰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11