一种电力系统外部网络区域等值方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力系统外部网络区域等值方法及装置，包括：在电力系统的保留区域和外部网络区域之间的边界节点处接入等值同步发电机模型；在边界节点处设置三相短路瞬时故障，得到第一电压变化曲线，并将第一电压变化曲线分为次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段；对模型的各个第一参数施加扰动，并在模型设置三相短路瞬时故障，得到第二电压变化曲线，然后根据第一电压变化曲线和第二电压变化曲线，分析各第一参数在不同阶段的灵敏度，并筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为待辨识参数；采用粒子群算法辨识各个阶段的待辨识参数，并根据所有辨识结果构建外部等值电路。本发明专利技术通过分析各个参数在不同阶段的灵敏度，提升外部等值的准确度。升外部等值的准确度。升外部等值的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统外部网络区域等值方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统等值领域，尤其涉及一种电力系统外部网络区域等值方法及装置。

技术介绍

[0002]随着新能源技术及直流输电技术的不断发展，电力系统由传统的交流电网逐渐向交直流系统并重、新能源及微电网快速发展的形态转变。电力系统的重大变化带来了新的问题与挑战，新技术的发展使得研究人员对于电力系统的电压稳定、频率稳定等系统稳定问题有了新的认识，迫切需要构建相应的模型进行稳定分析。对于实际的电力系统而言，通常整个电网包含上千台发电机以及几千条甚至上万条线路，而一般研究人员所关心的区域仅仅是整个电力系统中的一小部分，受限于目前仿真软件的局限性或数学计算的复杂性，需要对其他电力系统进行化简。传统的同调等值法需要大量的电网信息，且可能会增加化简计算的复杂性，另一种化简思路是采用估计等值法，即通常采用若干等值发电机来代替电力系统中除了研究区域以外的外部网络区域。
[0003]在估计等值法中，其核心步骤是对等值发电机参数进行求取，并使得等值前后在边界节点上的系统动态响应基本保持一致。然而，对于同一扰动而言，在不同的时间尺度上不同参数对于扰动的影响也不尽相同。目前，在对等值发电机的参数辨识的过程中，无法准确地辨识在不同的时间尺度下对扰动具备不同响应的等值发电机参数。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种电力系统外部网络区域等值方法及装置，通过施加扰动，分析各个参数在次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段对第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度。并基于灵敏度筛选出用于构建外部等值电路的待辨识参数，使得等值前后电力系统的动态响应一致。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种电力系统外部网络区域等值方法，包括：
[0006]在电力系统的保留区域和外部网络区域之间的边界节点处，接入一个等值同步发电机模型；
[0007]在所述边界节点处设置三相短路瞬时故障，得到所述边界节点处的第一电压变化曲线和第一线路有功潮流变化曲线，并将所述第一电压变化曲线的时间序列数据分为次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段；
[0008]分别对所述等值同步发电机模型的各个第一参数施加扰动，并在所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，得到第二电压变化曲线，然后根据所述第一电压变化曲线和所述第二电压变化曲线，分析得到各所述第一参数在次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段对所述第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度，并从所有所述第一参数中筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为待辨识参数；
[0009]采用粒子群算法对各个阶段的待辨识参数进行辨识，并根据所有辨识结果，构建所述外部网络区域的外部等值电路，以完成对电力系统的外部等值。
[0010]实施本专利技术实施例，在电力系统的保留区域和外部网络区域之间的边界节点处，接入一个等值同步发电机模型，然后在边界节点处设置三相短路瞬时故障，得到边界节点处的第一电压变化曲线和第一线路有功潮流变化曲线，并将第一电压变化曲线的时间序列数据分为次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段，接着分别对等值同步发电机模型的各个第一参数施加扰动，并在等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，得到第二电压变化曲线，继而根据第一电压变化曲线和第二电压变化曲线的对比，分析各个参数在次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段对第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度，以表征不同的时间尺度下各个参数在同一扰动下所产生的影响的大小，进而筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为用于构建外部网络区域的外部等值电路的待辨识参数，使得等值前后电力系统的动态响应一致，提升电力系统的外部网络区域等值结果的准确度。
[0011]作为优选方案，所述采用粒子群算法对各个阶段的待辨识参数进行辨识，具体为：
[0012]根据预先设置的所述等值同步发电机模型的所有所述第一参数的初始值，设置各所述待辨识参数的初始值，然后使用粒子群算法，迭代更新各所述待辨识参数，在每次迭代处理时根据更新后的所述待辨识参数更新所述等值同步发电机模型，并在更新后的所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，以更新所述第二电压变化曲线，然后按照预设的斯皮尔曼算法，根据所述第一电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据和更新后的所述第二电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据，计算得到所述第一电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据和所述第二电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据之间的相似度，并根据更新后的相似度更新全局最优粒子位置值，直至迭代次数满足预设次数，将当前的全局最优粒子位置值作为次暂态阶段的待辨识参数的辨识结果；
[0013]根据预先设置的所述等值同步发电机模型的所有所述第一参数的初始值，设置各所述待辨识参数的初始值，然后使用粒子群算法，迭代更新各所述待辨识参数，在每次迭代处理时根据更新后的所述待辨识参数更新所述等值同步发电机模型，并在更新后的所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，以更新所述第二电压变化曲线，然后按照预设的斯皮尔曼算法，根据所述第一电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据和更新后的所述第二电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据，计算得到所述第一电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据和所述第二电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据之间的相似度，并根据更新后的相似度更新全局最优粒子位置值，直至迭代次数满足预设次数，将当前的全局最优粒子位置值作为暂态阶段的待辨识参数的辨识结果；
[0014]根据预先设置的所述等值同步发电机模型的所有所述第一参数的初始值，设置各所述待辨识参数的初始值，然后使用粒子群算法，迭代更新各所述待辨识参数，在每次迭代处理时根据更新后的所述待辨识参数更新所述等值同步发电机模型，并在更新后的所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，以更新所述第二电压变化曲线，然后按照预设的斯皮尔曼算法，根据所述第一电压变化曲线中处于恢复阶段的时间序列数据和更新后的所述第二电压变化曲线中处于恢复阶段的时间序列数据，计算得到所述第一电压变化曲线中处于恢复阶段的时间序列数据和所述第二电压变化曲线中处于恢复阶段的时间序列数
据之间的相似度，并根据更新后的相似度更新全局最优粒子位置值，直至迭代次数满足预设次数，将当前的全局最优粒子位置值作为恢复阶段的待辨识参数的辨识结果。
[0015]实施本专利技术实施例的优选方案，采用粒子群算法，迭代更新次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段的各个待辨识参数，逐步缩小目标函数值，以求得全局最优粒子位置值，从而能够快速且准确地辨识出次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段的待辨识参数的辨识结果。
[0016]作为优选方案，在所述在电力系统的保留区域和外部网络区域之间的边界节点处，接入一个等值同步发电机模型之后，还包括：
[0017]根据所述电力系统的潮流结果，调整所述等值同步发电机模型的出力值和负荷值。
[0018]实施本专利技术实施例的优选方案，在电力系统的保留区域和外部网络区域之间的边界节点处，接入一个等值同步发电机模型之后，根据电力系统的潮流结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统外部网络区域等值方法，其特征在于，包括：在电力系统的保留区域和外部网络区域之间的边界节点处，接入一个等值同步发电机模型；在所述边界节点处设置三相短路瞬时故障，得到所述边界节点处的第一电压变化曲线和第一线路有功潮流变化曲线，并将所述第一电压变化曲线的时间序列数据分为次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段；分别对所述等值同步发电机模型的各个第一参数施加扰动，并在所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，得到第二电压变化曲线，然后根据所述第一电压变化曲线和所述第二电压变化曲线，分析得到各所述第一参数在次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段对所述第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度，并从所有所述第一参数中筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为待辨识参数；采用粒子群算法对各个阶段的待辨识参数进行辨识，并根据所有辨识结果，构建所述外部网络区域的外部等值电路，以完成对电力系统的外部等值。2.根据权利要求1所述的一种电力系统外部网络区域等值方法，其特征在于，所述采用粒子群算法对各个阶段的待辨识参数进行辨识，具体为：根据预先设置的所述等值同步发电机模型的所有所述第一参数的初始值，设置各所述待辨识参数的初始值，然后使用粒子群算法，迭代更新各所述待辨识参数，在每次迭代处理时根据更新后的所述待辨识参数更新所述等值同步发电机模型，并在更新后的所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，以更新所述第二电压变化曲线，然后按照预设的斯皮尔曼算法，根据所述第一电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据和更新后的所述第二电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据，计算得到所述第一电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据和所述第二电压变化曲线中处于次暂态阶段的时间序列数据之间的相似度，并根据更新后的相似度更新全局最优粒子位置值，直至迭代次数满足预设次数，将当前的全局最优粒子位置值作为次暂态阶段的待辨识参数的辨识结果；根据预先设置的所述等值同步发电机模型的所有所述第一参数的初始值，设置各所述待辨识参数的初始值，然后使用粒子群算法，迭代更新各所述待辨识参数，在每次迭代处理时根据更新后的所述待辨识参数更新所述等值同步发电机模型，并在更新后的所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，以更新所述第二电压变化曲线，然后按照预设的斯皮尔曼算法，根据所述第一电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据和更新后的所述第二电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据，计算得到所述第一电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据和所述第二电压变化曲线中处于暂态阶段的时间序列数据之间的相似度，并根据更新后的相似度更新全局最优粒子位置值，直至迭代次数满足预设次数，将当前的全局最优粒子位置值作为暂态阶段的待辨识参数的辨识结果；根据预先设置的所述等值同步发电机模型的所有所述第一参数的初始值，设置各所述待辨识参数的初始值，然后使用粒子群算法，迭代更新各所述待辨识参数，在每次迭代处理时根据更新后的所述待辨识参数更新所述等值同步发电机模型，并在更新后的所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，以更新所述第二电压变化曲线，然后按照预设的斯皮尔曼算法，根据所述第一电压变化曲线中处于恢复阶段的时间序列数据和更新后的所述第二电压变化曲线中处于恢复阶段的时间序列数据，计算得到所述第一电压变化曲线中处
于恢复阶段的时间序列数据和所述第二电压变化曲线中处于恢复阶段的时间序列数据之间的相似度，并根据更新后的相似度更新全局最优粒子位置值，直至迭代次数满足预设次数，将当前的全局最优粒子位置值作为恢复阶段的待辨识参数的辨识结果。3.根据权利要求1所述的一种电力系统外部网络区域等值方法，其特征在于，在所述在电力系统的保留区域和外部网络区域之间的边界节点处，接入一个等值同步发电机模型之后，还包括：根据所述电力系统的潮流结果，调整所述等值同步发电机模型的出力值和负荷值。4.根据权利要求1所述的一种电力系统外部网络区域等值方法，其特征在于，所述分别对所述等值同步发电机模型的各个第一参数施加扰动，并在所述等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，得到第二电压变化曲线，然后根据所述第一电压变化曲线和所述第二电压变化曲线，分析得到各所述第一参数在次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段对所述第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度，并从所有所述第一参数中筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为待辨识参数，具体为：遍历所述等值同步发电机模型的每个第一参数，在当前第一参数的初始值上施加扰动，得到当前第一参数对应的第二参数，然后将当前第一参数对应的第二参数输入至所述等值同步发电机模型，并在当前的等值同步发电机模型设置三相短路瞬时故障，得到第二电压变化曲线，接着对比分析所述第一电压变化曲线和所述第二电压变化曲线，得到当前第一参数在次暂态阶段、暂态阶段和恢复阶段对所述第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度；根据所有所述第一参数在次暂态阶段对所述第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度，从所有所述第一参数中筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为次暂态阶段的待辨识参数；根据所有所述第一参数在暂态阶段对所述第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度，从所有所述第一参数中筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为暂态阶段的待辨识参数；根据所有所述第一参数在恢复阶段对所述第一线路有功潮流变化曲线的灵敏度，从所有所述第一参数中筛选出灵敏度大于预设阈值的第一参数作为恢复阶段的待辨识参数。5.根据权利要求1所述的一种电力系统外部网络区域等值方法，其特征在于，所述等值同步发电机模型是六阶发电机与控制器的组合模型；其中，所述控制器包括励磁系统、PSS、原动机和调速器。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗璐，樊玮，易杨，陈德扬，刘宇，林建熙，秦颖婕，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：