[发明专利]中小水电集群的动态等值方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种中小水电集群的动态等值方法。

背景技术

由于中小水电灵活、方便且环境友好，近年来水电丰富地区中小水电站发展较为迅速。这些机组单机容量较小，每台机对电网的影响可以忽略，但随着其并网规模的逐渐增加，整个中小水电群对电力系统稳定与安全运行的影响将难以被忽视。由于每台机组和线路的参数均难以获得，因此建立包含所有水电机组在内的中小水电集群的详细模型非常困难；而且，由于详细模型阶数较高，即使建立了详细模型，在电力系统稳定计算中也可能会带来维数灾。

现今在我国对于中小型水力电力系统的研究中，通常的方法是将水电机组等值成负负荷模型，然而负负荷模型下水电机组的动态响应以及暂态稳定性并不能与详细模型的机组响应保持一致。目前，关于电力系统的等值研究有三种基本的方法：同调等值法，模态等值法以及估计等值法。其中模态等值法只能用于小干扰稳定性而非暂态稳定性的研究；同调等值法不适用于研究发电机组和网络的参数未知的情况，而由于中小型水电机组的参数通常都是未知的，因此同调等值法对于中小水电集群等值问题而言是不适用的；但是，估计等值法却适用于发电机和网络参数未知的情况，因此在中小水电集群等值研究方面有较大的优势。当前，相量量测技术已广泛应用于电力系统动态监测，估计等值法正可以应用连接待等值水电群和电力系统联络线的相量量测数据。

在基于估计等值法的中小水电集群等值研究中，目前已取得了一些研究成果。基于降阶的人工神经网络等人工智能方法来辨识被等值系统的动态响应已取得一定成果，并且成果在一个16机测试系统上实现；但是该方法以人工智能模型的方式进行等值，等值模型并没有实际物理意义。在基于物理模型的基础上的估计等值法也有一定的成果，该方法多基于量测数据对物理模型的参数进行辨识。有文献(Bowei Hu,Jingtao Sun,Lijie Ding,Xinyu Liu,Xiaoru Wang,“Dynamic Equivalent Modeling for Small and Medium Hydropower Generator Group Based on Measurements,”Energy,vol.9.no.5,pp.1-14,May 2016.)将中小水电机群等值为发电机并联负荷模型，并基于量测数据、利用动态多群粒子群(DMS-PSO)算法来辨识得到模型参数，但是其等值模型的动态响应特性在第二摆以后误差较大，而且其参数辨识方法并不稳定。粒子群算法广泛应用于参数辨识领域，然而基于粒子群算法的参数辨识算法在某些场景下并不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于实际量测量，快速准确对中小水电集群进行动态等值的中小水电集群的动态等值方法。

本发明提供的这种中小水电集群的动态等值方法，包括如下步骤：

S1.获取目标中小水电集群的运行量测信息；

S2.建立目标中小水电集群的动态等值模型；

S3.采用自适应控制参数改进差分进化算法辨识水电集群动态等值模型参数；

S4.将步骤S3得到的模型参数带入步骤S2的动态等值模型，完成目标中小水电集群的动态等值模型。

步骤S1所述的运行量测信息，包括联络线靠近目标中小水电集群侧的有功功率、联络线靠近目标中小水电集群侧的无功功率、目标中小水电集群送出母线的电压和目标中小水电集群送出母线的频率。

步骤S2所述的建立目标中小水电集群的动态等值模型，具体包括如下步骤：

Ⅰ.建立等值发电机模型；

Ⅱ.建立等值负荷模型；

Ⅲ.得到等值模型的有功功率输出算式和无功功率输出算式。

步骤Ⅰ所述的建立等值发电机模型的具体表达式如下所示：