[发明专利]基于功率振荡次数评估系统阻尼比的方法

摘要

本发明公开了一种基于功率振荡次数评估系统阻尼比的方法。该方法基于广域测量系统和电力系统分析综合程序软件提供的数据生成互联电网的小干扰线性化方程，解方程得到各支路功率振荡的时域表达式；结合各支路功率振荡的时域表达式和有效扰动的判定方法求得在区域间振荡频率范围内两区域间各联络线的有效扰动次数和互联电网总有效扰动次数的理论比值与区域间阻尼比的关系式；由广域测量系统获取区域间各联络线每日有效扰动次数和互联电网总每日有效扰动次数，计算得到两者之间的实测比值；绘制关系式对应的曲线图，获取区域间阻尼比的评估值。本发明针对WAMS历史数据能够评估系统阻尼比的大小及变化情况，为运行调度人员提供参考依据。

主权项

一种基于功率振荡次数评估系统阻尼比的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(a)在有H个区域、L条区域间联络线、N条支路、n个节点、其中发电机节点m个的互联电网中装设广域测量系统，该电网在所有支路上均装设同步相量测量单元；(b)在广域测量系统获取所有节点的电压幅值和相角以及有效扰动次数的信息，通过电力系统分析综合程序软件得到互联电网中各发电机的参数和所有线路的参数，将上述信息和参数生成互联电网的小干扰线性化方程；(c)求解小干扰线性化方程，得到各支路功率振荡的时域表达式${\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{ij}}=\frac{V_{j0}\sin ({\mathrm{\θ}}_{i0}-{\mathrm{\θ}}_{j0})}{X_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{\ΔV}}_i+\frac{V_{i0}\sin ({\mathrm{\θ}}_{i0}-{\mathrm{\θ}}_{j0})}{X_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{\ΔV}}_j+\frac{V_{i0}{V}_{j0}\cos ({\mathrm{\θ}}_{i0}-{\mathrm{\θ}}_{j0})}{X_{\mathrm{ij}}}({\mathrm{\Δ\θ}}_i-{\mathrm{\Δ\θ}}_j)$其中：Δθ_i和Δθ_j分别表示第i节点和j个节点的电压相角变化量，ΔV_i和ΔV_j分别表示第i节点和j个节点的电压幅值的变化量，θ_i0和θ_j0分别表示第i节点和j个节点的稳态电压相角，V_i0和V_j0分别表示第i节点和j个节点的稳态电压幅值，X_ij表示第i节点和j个节点之间的支路电抗值，上述i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n；(d)在区域A_s和区域A_t间有g条联络线，这两个区域间的振荡频率在[f₁,f₂]之间，s、t＝1,2,…,H，s≠t，结合步骤(c)中各支路功率振荡的时域表达式和有效扰动的判定方法求得在[f₁,f₂]的频率范围内联络线l_p的有效扰动次数q_p和互联电网总有效扰动次数Q的理论比值Q_p与区域A_s和区域A_t间阻尼比ξ的关系式$Q_p=q_p\left(\mathrm{\ξ}\right)/Q\left(\mathrm{\ξ}\right)=(1-\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\∫}_{-\∞}^{\left(\frac{F_{m\left(p\right)}\left(\mathrm{\ξ}\right)-{\mathrm{\μ}}_1}{{\mathrm{\σ}}_1}\right)}{e}^{-\frac{t^2}{2}}\mathrm{dt})/\left(\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(1-\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\∫}_{-\∞}^{\left(\frac{E_{m\left(i\right)}\left(\mathrm{\ξ}\right)-{\mathrm{\μ}}_1}{{\mathrm{\σ}}_1}\right)}{e}^{-\frac{t^2}{2}}\mathrm{dt})\right)$其中：$F_{m\left(p\right)}\left(\mathrm{\ξ}\right)=M/K_{l\left(p\right)}\left(\mathrm{\ξ}\right)e^{-10\mathrm{\π}\frac{\mathrm{\ξ}}{\sqrt{1-{\mathrm{\ξ}}^2}}}$p＝1,2,…,g，M为有效扰动阈值，K_l(p)(ξ)为第p条联络线功率振荡幅值在t＝0时刻的初始值，μ₁、σ₁分别为冲击扰动面积F服从的正态分布的均值和方差；(e)通过广域测量系统获取历史数据中区域A_s和区域A_t间在[f₁,f₂]的频率范围内各联络线每日有效扰动次数qa_w和互联电网总每日有效扰动次数Q'，计算得到区域A_s和区域A_t间各联络线每日有效扰动次数和互联电网总每日有效扰动次数的实测比值QA_w＝qa_w/Q'，w＝1,2,…,g；(f)将步骤(d)的关系式绘制成区域A_s和区域A_t间各联络线对应的曲线图，共g个，并根据步骤(e)求得的g个联络线每日有效扰动次数qa_w和互联电网总每日有效扰动次数Q'的实测比值QA_w查图得到g个比值对应的阻尼比ξ_p，p＝1,2,…,g；取作为区域A_s和区域A_t间阻尼比的评估值。