一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法技术

一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，属于电力系统运维技术领域，在不改变系统区间联络线功率的随机环境下，通过系统的弱阻尼区间振荡模式进行有功调控，优化系统阻尼结构，提高系统的稳定性。本发明专利技术的阻尼提升方法分两个阶段。第一阶段有功再调度，评估系统局部阻尼情况，根据灵敏度指标选择有功平衡机组，负阻尼机组进行切机处理，同时增加平衡机组的出力。第二阶段有功再调度通过灵敏度指标在各个振荡区域中选择不同灵敏度特性的发电机对，在一个循环中不断进行有功再调度直至达到稳定性要求。该方法有可在提升系统阻尼比的同时优化系统局部阻尼，改善系统阻尼结构，对于电力系统稳定运行，预防低频振荡具有重要意义。重要意义。重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法


[0001]本专利技术属于电力系统运维
，特别是涉及到一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法。

技术介绍

[0002]为实现“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的目标，随着新型电力系统的构建，高比例可再生能源的广泛接入，高比例电力电子装备大规模应用，系统的稳定性面临严峻挑战。同时，为满足经济和社会生活对电能日益增长的需要，建设长距离、跨区域的互联电网成为常态，而长距离、重负荷的输电线上易发生低频振荡，给系统的安全稳定运行带来巨大威胁。
[0003]在电力系统中，一般通过阻尼大小来评价其稳定性，阻尼不足时系统振荡将长时间持续，阻尼为负时甚至会进一步恶化，拥有良好的阻尼特性是电力系统安全稳定运行的必要条件。目前提升阻尼主要方法有：电力系统稳定器(PSS)，附加阻尼控制以及改变系统运行方式。
[0004]改变系统运行方式因不改变系统结构，计算快速，应用广泛等优点受到广泛关注。
[0005]传统的调控方法会降低联络线的传输功率，以此来提升区间振荡模式下的系统阻尼，该方法会影响系统中各区域的功率交换，影响经济性。并且传统方式是基于阻尼比进行灵敏度计算，无法对系统的阻尼结构进行分析及优化调整。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，在不改变系统区间联络线功率的随机环境下，通过系统的弱阻尼区间振荡模式进行有功调控，优化系统阻尼结构，提高系统的稳定性。r/>[0007]一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
[0008]步骤一、模态辨识
[0009]在随机数据下，通过动态模式分解法DMD对系统运行点的起始部分进行辨识，获取系统的模态信息；
[0010]步骤二、在线监测
[0011]根据辨识的模态信息，判断是否存在区间弱阻尼振荡模式，并对该模式下的阻尼比进行判断；
[0012]步骤三、局部阻尼评估
[0013]对系统中发电机端口的历史数据进行处理，计算局部阻尼并区分负阻尼机组；
[0014]步骤四、第一阶段调度
[0015]计算系统的局部阻尼灵敏度，根据灵敏度矩阵M1建立灵敏度指标，选出灵敏度指标较高的机组，在切负阻尼机组的同时，增加其出力平衡有功功率；
[0016]步骤五、第二阶段调度
[0017]计算局部阻尼
‑
有功出力灵敏度，作为灵敏度矩阵M2，并建立新的灵敏度矩阵指标，根据此指标选出发电机对，所选机组中灵敏度值大的机组增加出力，灵敏度值小的机组减小出力；循环步骤五直至阻尼比达到稳定性要求。
[0018]所述步骤一通过动态模式分解法DMD进行模态辨识获得的模态信息包括阻尼比、振荡频率以及振荡分区。
[0019]所述步骤二在线监测系统的稳定性，若该模态的阻尼比小于4％，则继续进行有功再调度；若阻尼比大于4％，则计算局部阻尼指标，并更新一个运行点。
[0020]所述步骤三局部阻尼评估的过程为：
[0021]一、根据模态辨识的振荡频率，采用Morlet小波滤波方法对发电机端口的量测数据，包括有功功率，无功功率，电压幅值以及电压相角进行滤波处理，其中心频率为振荡频率；
[0022]二、对发电机端口量测量计算变化量及耗散能量，曲线进行拟合得到发电机i的能量耗散因子
[0023]三、根据能量耗散因子值的正负，选出系统中的负阻尼机组。
[0024]所述步骤四第一阶段调度的过程为：
[0025]一、根据有功变化量和局部阻尼指标的历史数据计算局部阻尼
‑
有功出力灵敏度根据局部阻尼
‑
有功出力灵敏度形成了灵敏度矩阵M1并确定灵敏度指标；其中为发电机G
i
对发电机G
n
有功的灵敏度；
[0026]二、通过灵敏度指标选择灵敏度特性好的有功平衡机组，与负阻尼机组在同一区域；
[0027]三、将同区域的负阻尼机组和有功平衡机组组成发电机对，对负阻尼机组进行切机处理，同时逐渐增加有功平衡机组的出力，弥补切机所减小的有功功率；
[0028]四、调整结束后更新一个运行点。
[0029]所述步骤五第二阶段调度的过程为：
[0030]一、辨识系统阻尼比，判断是否达到稳定性要求，若阻尼比小于4％，继续进行再有功再调度；若阻尼比大于4％，结束有功再调度；
[0031]二、计算更新后运行点的局部阻尼
‑
有功出力灵敏度，形成灵敏度矩阵M2并得出新的灵敏度指标；
[0032]三、根据新的灵敏度指标，在每个区域中分别依据新的灵敏度指标组合发电机对；
[0033]四、对灵敏度特性好的机组增加有功出力，对灵敏度特性差的机组减小有功出力，在调整时应保证同步进行且有功守恒；
[0034]五、调整结束更新一个运行点，判断是否达到稳定要求。
[0035]所述发电机对包括区域内的灵敏度特性最高的机组和灵敏度特性最低的机组。
[0036]所述运行点设置为按照时间顺序，每15分钟为一个运行点。
[0037]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，通过计算系统的局部阻尼灵敏度，根据形成的灵敏度矩阵M有利
于分析系统的阻尼结构，进而针对阻尼较弱的区域在提升系统阻尼比的同时提升局部阻尼，增强系统的抗干扰能力。本专利技术在第一阶段调度中对局部阻尼进行评估，对负阻尼机组进行切机处理，防止该部分机组在系统受到小干扰时成为振荡源，加剧系统的恶化。在第二阶段调度中，通过循环调度，在不同区域中分别选择发电机对，循环调度直至达到稳定性要求。由于每过15分钟会更新一个运行点，因此上一步有功再调度动作的调整量是否合适会在下一次计算灵敏度矩阵中体现，避免了调整量过大或过小对系统产生不良影响。
附图说明
[0038]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明：
[0039]图1为本专利技术一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法运行点设置流程图。
[0040]图2为本专利技术一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法流程示意图。
[0041]图3为本专利技术一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法具体实施方式16机68节点算例图。
[0042]图4为本专利技术一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法具体实施方式局部阻尼评估结果图。
[0043]图5为本专利技术一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法具体实施方式第一阶段调度时灵敏度矩阵M1的热图。
[0044]图6为本专利技术一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法具体实施方式二阶段调度时灵敏度矩阵M2的热图。
[0045]图7为本专利技术一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法具体实施方式有功再调度过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，步骤一、模态辨识在随机数据下，通过动态模式分解法DMD对系统运行点的起始部分进行辨识，获取系统的模态信息；步骤二、在线监测根据辨识的模态信息，判断是否存在区间弱阻尼振荡模式，并对该模式下的阻尼比进行判断；步骤三、局部阻尼评估对系统中发电机端口的历史数据进行处理，计算局部阻尼并区分负阻尼机组；步骤四、第一阶段调度计算系统的局部阻尼灵敏度，根据灵敏度矩阵M1建立灵敏度指标，选出灵敏度指标较高的机组，在切负阻尼机组的同时，增加其出力平衡有功功率；步骤五、第二阶段调度计算局部阻尼
‑
有功出力灵敏度，作为灵敏度矩阵M2，并建立新的灵敏度矩阵指标，根据此指标选出发电机对，所选机组中灵敏度值大的机组增加出力，灵敏度值小的机组减小出力；循环步骤五直至阻尼比达到稳定性要求。2.根据权利要求1所述的一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，其特征是：所述步骤一通过动态模式分解法DMD进行模态辨识获得的模态信息包括阻尼比、振荡频率以及振荡分区。3.根据权利要求1所述的一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，其特征是：所述步骤二在线监测系统的稳定性，若该模态的阻尼比小于4％，则继续进行有功再调度；若阻尼比大于4％，则计算局部阻尼指标，并更新一个运行点。4.根据权利要求1所述的一种基于局部阻尼灵敏度的有功再调度阻尼提升方法，其特征是：所述步骤三局部阻尼评估的过程为，一、根据模态辨识的振荡频率，采用Morlet小波滤波方法对发电机端口的量测数据，包括有功功率，无功功率，电压幅值以及电压相角进行滤波处理，其中心频率为振荡频率；二、对发电机端口量测量计算变化量及耗散能量，曲线进行拟合得到发电机i的能量耗散因子三、根据能量耗散因子值的正负，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙正龙，李泽伟，姜超，杨冬峰，杨浩，潘超，蔡国伟，于远志，
申请(专利权)人：国网吉林省送变电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：