[发明专利]一种电力系统输电断面暂态稳定极限的计算方法

权利要求书

1.一种电力系统输电断面暂态稳定极限的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在所分析的输电断面处将电网分为送电区和受电区，设定一种初始的发电机出力改变方案，增加所述送电区发电出力，等量减少所述受电区发电出力，以增加断面传输功率；

S2：对于设定的发电机出力改变方案，搜索断面的暂态稳定极限，得到断面的暂态稳定极限、极限运行方式以及相应的控制故障；

S3：在所述极限运行方式下，对于控制故障，进行暂态稳定失稳机群和稳定机群的识别，得到失稳机群和稳定机群；

S4：生成新的发电机出力改变方案，所述失稳机群中的机组增加出力或将其所在区域内的未开机机组依次开机，相应的将稳定机群中的机组减少出力直至停机；

S5：对于新的发电机出力改变方案，搜索断面的所述暂态稳定极限，得到断面的暂态稳定极限、极限运行方式以及相应的控制故障；以及

S6：如果步骤S5得到的控制故障和步骤S2得到的控制故障相同，则计算结束，以步骤S5得到的暂态稳定极限为最终的断面极限，否则转步骤S3，重新生成发电机出力改变方案并搜索暂态稳定极限。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中搜索断面稳定极限的方法，包括以下步骤：

S201：对预想故障集中的第1个故障，采用二分法进行完整的稳定极限搜索，得到该故障对应的断面稳定极限，控制故障为该故障；

S202：对步骤S201所述稳定极限所对应的极限运行方式，依次扫描后续故障i，其中i为故障序号且i为大于1的正整数；

S203：如果故障i下系统稳定，则断面稳定极限、极限运行方式和控制故障均不变，继续扫描下一故障i+1；

S204：如果故障i下系统不稳定，则对该故障重新利用二分法进行稳定极限搜索，得到新的断面稳定极限、极限运行方式，控制故障变为故障i，然后对新的极限运行方式，继续扫描后续故障i+1；以及

S205：扫描到最后一个故障时，得到了断面稳定极限及对应的控制故障。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S201中所述采用二分法进行完整的稳定极限搜索，包括以下步骤：

S2011：基础运行方式下系统对设定故障是稳定的，记为稳定方式S_a，此时断面传输功率为P_a；以较大的步长改变送电区和受电区发电机出力，使得系统在设定故障下不稳定，记为不稳定方式S_b，此时断面传输功率记为P_b；

S2012：如果P_b-P_a小于预先设定的阈值，则转步骤S2015，否则改变送电区和受电区发电机出力变化量为原先的一半，重新生成新的运行方式使得断面传输功率为(P_a+P_b)/2，该方式记为S_c，在该方式下对设定故障进行时域仿真；

S2013：如果系统稳定，则稳定方式S_a变为方式S_c，P_a变为(P_a+P_b)/2，不稳定方式不变，返回步骤S2012继续计算；

S2014：如果系统不稳定，则不稳定方式S_b变为方式S_c，P_b变为(P_a+P_b)/2，稳定方式不变，返回步骤S2012继续计算；

S2015：真实的稳定极限位于P_a和P_b之间，记P_a为最终的断面稳定极限。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中识别失稳机群和稳定机群的方法，包括以下步骤：

S301：在步骤S2所获得的极限运行方式下，对控制故障进行时域仿真，得到临界稳定轨迹，然后略为增加故障清除时间，使得系统暂态不稳定，仿真得到临界不稳定轨迹；

S302：根据所述临界稳定轨迹和所述临界不稳定轨迹估计主导不稳定平衡点，具体方法为从故障清除时刻开始，分别搜索所述临界稳定轨迹和所述临界不稳定轨迹上第一个动能极小值点，然后以两点的平均值作为主导不稳定平衡点；

S303：计算该故障下能量裕度对各发电机出力的灵敏度，计算公式如下：

Sg,i=(δcl,i-δuep,i)-ωcl,itcl+12Mi(Pm,i-Pecl,i)tcl2]]>

其中，S_g，i表示能量裕度对发电机i的机械功率的灵敏度，δ_cl，i表示在惯性中心坐标下发电机i在故障清除时刻的功角，δ_uep，i表示在惯性中心坐标下发电机i在所述主导不稳定平衡点处的功角，ω_cl，i表示在惯性中心坐标下发电机i在故障清除时刻的转速，t_cl表示从故障开始到故障清除的时间，M_i表示发电机i的转动惯量，P_m，i表示发电机i的机械功率，P_ecl，i表示发电机i在故障清除后瞬间的电磁功率；以及

S304：根据灵敏度的结果，对机组进行分群，灵敏度最小的一部分机组为失稳机群，灵敏度最大的一部分机组为稳定机群，机群中机组的数量根据具体的电网确定。