[发明专利]一种基于相轨迹分析的实用动态安全域的构建方法

权利要求书

1.一种基于相轨迹分析的实用动态安全域的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、由实际电力系统数据，建立同步发电机和负荷动态模型，确定故障线路L_F、故障持续时间t，得到基本的运行点；

步骤二、在基本运行点暂态仿真，得到发电机功角和角速度信息，构建功角和角速度相轨迹，并根据发电机功角情况识别功角领先机群,将功角领先机群记作关键机群A；

步骤三、对于关键机群A中的发电机，分别改变每台发电机i的出力搜索主导失稳临界点；

步骤四、在主导失稳临界点处利用相轨迹灵敏度分析方法，构建实用动态安全域；包括：

对于步骤三中求出的主导失稳临界点和主导失稳的发电机i，求取相轨迹边界函数f_i：

f_i＝-(MP_emaxω²cosδ+(P_m-P_emaxsinδ)²) (1)

f_i＜0 i＝1,2,L,n (2)

式(1)中，M为惯性时间常数；ω为发电机角速度；δ为发电机功角；P_emax为发电机最大电磁功率；P_m为发电机出力；

实际电力系统包括n台发电机，针对主导失稳临界点，定义相轨迹灵敏度矩阵S：

式(3)中，f₁,f₂,...,f_n分别为所有发电机的相轨迹大小；P₁,P₂,...,P_n分别为所有发电机出力；当发电机出力改变量为ΔP时，相轨迹判稳公式如下：

f+SΔP＜0 (4)

式(4)中：ΔP＝[ΔP₁,ΔP₂,...,ΔP_n]，为发电机出力改变矩阵；f＝[f₁,f₂,...,f_n]，为发电机相轨迹矩阵；针对发电机i的主导临界点处相轨迹f_i改变一个小扰动力ΔP_j，

并将式(3)代入式(4)，得：

式(5)变形如下：

为保证实际电力系统功率平衡，平衡机出力改变量ΔP_s＝-ΔP_j，求出相轨迹函数f_i的变化量Δf_i，发电机i的相轨迹函数f_i对发电机j的灵敏度S_j：

将式(7)代入式(6)，发电机i主导的安全域表达式为：

发电机出力上下限约束：

式(9)中，P_j为发电机j的实际出力；P_j^m为发电机j的出力下限；为发电机j的出力上限；

平衡机出力范围约束：

P_s^m≤P_s≤P_s^M (10)

式(10)中，P_s为平衡机的实际出力；P_s^m为平衡机的出力下限；P_s^M为平衡机的出力上限；

系统的功率平衡约束：

式(11)中，ΔP_s为平衡机的出力改变量；ΔP_j为发电机j的出力改变量；

发电机有功注入约束：

基于相轨迹的发电机i的实用动态安全域为：