一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的方法及系统，其中方法包括：确定发电机组励磁参数对母线电压轨迹的灵敏度指标，根据所述灵敏度指标分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度；将发电机组的各励磁参数按预设的步长间隔在各励磁参数的取值范围内多次取值，获取各励磁参数在不同取值下电力系统故障期间电压的最低值与恢复时间，确定各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势；通过改变多个发电机组的励磁参数，对各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度以及各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，根据验证结果确定优化的励磁参数。证结果确定优化的励磁参数。证结果确定优化的励磁参数。

【技术实现步骤摘要】
一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，更具体地，涉及一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的方法及系统。

技术介绍

[0002]十三五期间，特高压交直流输电工程进入快速的发展和建设时期，风电和光伏等新能源大量并网，远距离跨区输电规模持续增长，电网格局和电源结构重大改变，华东电网、山东电网、广东电网受电比例越来越大，“强直弱交”特征突出，电网特性发生深刻变化，交直流系统相互作用以及动态负荷的日益增长，受端电网电压稳定问题越来越突出，动态无功不足导致局部电压失稳向全局电压崩溃的安全稳定风险显著增大。
[0003]同步发电机提供无功功率的能力对于防止电力系统电压失稳事故的发生非常关键。励磁系统是连接发电机组和电网的重要环节，对稳定机组运行和维持电力系统电压稳定具有重要作用，其模型参数是网源协调的主要内容之一。
[0004]电力系统遭受扰动后，发电机励磁系统根据机端电压变化，自动调节励磁电流使发电机端电压维持在给定的水平，从而提高电力系统的电压稳定程度，发电机的励磁系统是提高电力系统电压稳定性最有效和最经济的控制手段。
[0005]因此，发电机励磁系统动态及其限制环节是影响系统电压稳定性的一个重要因素，发电机励磁系统调节参数对系统电压稳定性都会造成一定影响，但是目前并没有一种有效的量化指标来评估各励磁参数对于系统暂态电压稳定性的影响程度及影响趋势，更没有在大型互联电网中探讨发电机励磁参数对于系统暂态电压稳定性影响的研究。
[0006]因此，需要一种技术，以实现对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估。

技术实现思路

[0007]本专利技术技术方案提供一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的方法及系统，以解决如何对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的问题。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的方法，所述方法包括：
[0009]确定发电机组励磁参数对母线电压轨迹的灵敏度指标，根据所述灵敏度指标分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度；
[0010]将发电机组的各励磁参数按预设的步长间隔在各励磁参数的取值范围内多次取值，获取各励磁参数在不同取值下电力系统故障期间电压的最低值与恢复时间，确定各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势；
[0011]通过改变多个发电机组的励磁参数，对各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度以及各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，根据验证结果确定优化的励磁参数。
[0012]优选地，所述通过改变多个发电机组的励磁参数，对各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度以及各励磁参数对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，根据验证结果确定优化的励磁参数，包括：
[0013]改变多个发电机组的励磁参数，根据计算出的故障后保持系统暂态电压稳定的故障极限切除时间对发电机组的励磁参数性能进行评估，对励磁参数对于系统暂态电压稳定性的影响程度及各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，确定优化的励磁参数。
[0014]优选地，所述励磁参数包括：励磁调差系数X
c
、调压器放大倍数K
a
、放大环节时间常数T
a
、PID环节时间常数T2、与换相电抗相关的整流器负荷系数K
c
以及PSS放大倍数K
p
。
[0015]优选地，所述确定发电机组励磁参数对母线电压轨迹的灵敏度指标，根据所述灵敏度指标分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度，还包括：
[0016]基于摄动法分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度，公式如下：
[0017][0018]式(1)中，为变量x对参数α的绝对轨迹灵敏度，x选择N-1故障期间的母线电压，α为励磁参数；
[0019]对轨迹灵敏度的绝对值的平均值进行计算，计算公式如下：
[0020][0021]式(2)中：t
k
(k＝1,2,
…
,N)为轨迹灵敏度的采样时刻；为变量x对参数α的绝对轨迹灵敏度在t＝t
k
时刻的值；N为轨迹灵敏度的采样总点数，为仿真时长与采样周期的比值；为参数对轨迹影响程度的总体评价。
[0022]优选地，所述步长间隔为参数初始值的25％。
[0023]基于本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的系统，所述系统包括：
[0024]第一确定单元，用于确定发电机组励磁参数对母线电压轨迹的灵敏度指标，根据所述灵敏度指标分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度；
[0025]第二确定单元，用于将发电机组的各励磁参数按预设的步长间隔在各励磁参数的取值范围内多次取值，获取各励磁参数在不同取值下电力系统故障期间电压的最低值与恢复时间，确定各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势；
[0026]结果单元，用于通过改变多个发电机组的励磁参数，对各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度以及各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，根据验证结果确定优化的励磁参数。
[0027]优选地，所述结果单元，用于通过改变多个发电机组的励磁参数，对各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度以及各励磁参数对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，根据验证结果确定优化的励磁参数，还用于：
[0028]改变多个发电机组的励磁参数，根据计算出的故障后保持系统暂态电压稳定的故
障极限切除时间对发电机组的励磁参数性能进行评估，对励磁参数对于系统暂态电压稳定性的影响程度及各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，确定优化的励磁参数。
[0029]优选地，所述励磁参数包括：励磁调差系数X
c
、调压器放大倍数K
a
、放大环节时间常数T
a
、PID环节时间常数T2、与换相电抗相关的整流器负荷系数K
c
以及PSS放大倍数K
p
。
[0030]优选地，所述第一确定单元，用于确定发电机组励磁参数对母线电压轨迹的灵敏度指标，根据所述灵敏度指标分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度，还用于：
[0031]基于摄动法分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度，公式如下：
[0032][0033]式(1)中，为变量x对参数α的绝对轨迹灵敏度，x选择N-1故障期间的母线电压，α为励磁参数；
[0034]对轨迹灵敏度的绝对值的平均值进行计算，计算公式如下：
[0035][0036]式(2)中：t
k
(k＝1,2,
…
,N)为轨迹灵敏度的采样时刻；为变量x对参数α的绝对轨迹灵敏度在t＝t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的方法，所述方法包括：确定发电机组励磁参数对母线电压轨迹的灵敏度指标，根据所述灵敏度指标分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度；将发电机组的各励磁参数按预设的步长间隔在各励磁参数的取值范围内多次取值，获取各励磁参数在不同取值下电力系统故障期间电压的最低值与恢复时间，确定各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势；通过改变多个发电机组的励磁参数，对各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度以及各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，根据验证结果确定优化的励磁参数。2.根据权利要求1所述的方法，所述通过改变多个发电机组的励磁参数，对各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度以及各励磁参数对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，根据验证结果确定优化的励磁参数，包括：改变多个发电机组的励磁参数，根据计算出的故障后保持系统暂态电压稳定的故障极限切除时间对发电机组的励磁参数性能进行评估，对励磁参数对于系统暂态电压稳定性的影响程度及各励磁参数的变化对系统暂态电压稳定性的影响趋势进行验证，确定优化的励磁参数。3.根据权利要求1所述的方法，所述励磁参数包括：励磁调差系数X
c
、调压器放大倍数K
a
、放大环节时间常数T
a
、PID环节时间常数T2、与换相电抗相关的整流器负荷系数K
c
以及PSS放大倍数K
p
。4.根据权利要求1所述的方法，所述确定发电机组励磁参数对母线电压轨迹的灵敏度指标，根据所述灵敏度指标分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度，还包括：基于摄动法分析各励磁参数的对于系统暂态电压稳定性的影响程度，公式如下：式(1)中，为变量x对参数α的绝对轨迹灵敏度，x选择N-1故障期间的母线电压，α为励磁参数；对轨迹灵敏度的绝对值的平均值进行计算，计算公式如下：式(2)中：t
k
(k＝1,2,
…
,N)为轨迹灵敏度的采样时刻；为变量x对参数α的绝对轨迹灵敏度在t＝t
k
时刻的值；N为轨迹灵敏度的采样总点数，为仿真时长与采样周期的比值；为参数对轨迹影响程度的总体评价。5.根据权利要求1所述的方法，所述步长间隔为参数初始值的25％。6.一种对发电机暂态电压稳定励磁参数性能进行评估的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾琦，林伟芳，贾俊川，赵兵，仲悟之，徐式蕴，王琦，吴广禄，吕晨，习工伟，余芳芳，郑帅飞，程势高，汤涌，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：