[发明专利]一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法。

背景技术

伴随着特高压坚强智能电网的建设和大电源基地的开发，出现了不少点对网接入的输电系统，在规划和运行分析中，经常需要快速计算此种系统的暂态稳定极限和受此制约的输电能力。目前，一般都是采用商业化的潮流和暂态稳定计算软件（如PSD-BPA和PSASP等），以固定步长逐步调整输电线路潮流，通过时域数值仿真的方法试探得到暂态稳定极限。这种方法非常依赖仿真软件和人工调整经验，而且由于要进行多次暂态稳定时域仿真试探，所以耗时较长；还需说明的是，现有方法为一种工程实用化算法，未能从理论角度深刻挖掘输电系统暂态稳定极限的物理本质。

对于如图1所示的点对网输电系统，图中，大电源通过双回路输电线路向受端系统输电。该系统的转子运动方程为：

Mdωdt=Pm-Pedδdt=ω]]>

根据等面积法则，当送电系统发生故障时，系统的暂态稳定性可以由图2来描述。

图2所示为由方程（1）所得的点对网等值系统的P-δ功角曲线图，P_m为机组的机械功率，其中P_e⁽¹⁾为故障发生前等值发电机电磁功率曲线，P_e⁽²⁾为故障期间等值发电机电磁功率曲线，P_e⁽³⁾为故障消失后等值发电机电磁功率曲线，δ₀为故障前正常运行方式下发电机功角，故障发生后，系统运行方式发生变化，故障消失时，功角为δ_c；故障消失后，发电机稳定运行点功角为δ_S，不稳定运行点功角为δ_u。设故障期间电磁功率曲线P_e⁽²⁾与机械功率P_m之间区域（区域abcd）的动能增加面积为A_abcd，故障消失后电磁功率曲线P_e⁽³⁾与机械功率P_m之间区域（区域deu）之间的最大可用动能减少面积为A_deu，根据等面积法则，若A_abcd＜A_deu，则系统稳定，若A_abcd＞A_deu则系统失稳。而当A_abcd＝A_deu则系统临界稳定，本发明基于此，从理论角度深刻揭示了电力系统暂态稳定输电极限的物理本质，并由此提出了点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法，从物理本质入手，不依赖于商业化的电力系统仿真软件，可以快速求取点对网输电系统暂态稳定输电极限，精度较高，而且简单便捷。

本发明提供的一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法，其改进之处在于，持续增加送端发电机的有功功率和台数，输送潮流不断增加，使点对网输电系统在P-δ平面上的故障前稳定运行点的输送功率和功角不断增加；输送功率的增加将使得动能增加面积呈增加趋势，而功角的增加则使得可用动能减少面积则呈减少趋势，当动能增加面积等于可用动能减少面积时，对应的输送潮流即为点对网输电系统的暂态稳定输电极限；

计算方法包括如下步骤：

（1）计算受端系统等值电抗X_sys；

（2）确定输送功率并确定开机台数n；第一次进行此步骤时，输送功率为用户设定的初始功率，再循环此步骤时，输送功率为上一轮次迭代求解值确定的输送功率；