公开/公告号CN102570452A
专利类型发明专利
公开/公告日2012-07-11
原文格式PDF
申请/专利权人 中国电力科学研究院;
申请/专利号CN201210001219.4
申请日2012-01-04
分类号H02J3/00;H02J3/38;
代理机构北京安博达知识产权代理有限公司;
代理人徐国文
地址 100192 北京市海淀区清河小营东路15号
入库时间 2023-12-18 06:04:22
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2014-01-08
授权
授权
2013-07-17
专利申请权的转移 IPC(主分类):H02J3/00 变更前: 变更后: 登记生效日:20130625 申请日:20120104
专利申请权、专利权的转移
2013-05-29
实质审查的生效 IPC(主分类):H02J3/00 申请日:20120104
实质审查的生效
2012-07-11
公开
公开
技术领域
本发明属于电力系统领域,具体涉及一种基于模态级数法的 FACTS交互影响程度评估方法。
背景技术
现有的灵活交流输电(Flexible AC Transmission System,FACTS)设备 多基于本地信息量进行控制,装置种类繁多,而且都是针对不同目标 单独设计和安装的,设备之间缺乏协调配合。近年来已有相关研究表 明,这种情况会导致FACTS设备间产生不利的交互影响,弱化FACTS 的控制效果。而且随着未来互联电网规模的扩大,装设FACTS设备的 地方越来越多,这种交互影响越来越大,会对系统稳定性造成越来越 多的危害。
如何系统地评估电网中FACTS间的交互影响是电力系统领域的 一个有待解决的难题。现有的几种评价手段和分析方法多采用线性分 析的方法,如基于系统线性化模型和时域仿真技术;采用传统的观察 特征根变化轨迹和时域仿真方法等。现有的评价手段和分析方法不足 之处在于,无法定量地指出装置、控制间的交互影响程度,且线性分 析忽略了高阶项对系统响应的影响,因此常常不能准确预示系统行 为,只适用于小干扰情况下的电力系统分析。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明提供了一种基于模态级数法的FACTS 交互影响程度评估方法,具有适用性强,物理意义明确的特点,可为 多台FACTS协调运行提供准确指导。
为实现上述目的,本发明提供一种基于模态级数法的FACTS交 互影响程度评估方法,其改进之处在于,所述评估方法包括以下步骤:
步骤A:在含有FACTS设备的电力系统中,提供系统运行条件;
步骤B:在每个系统运行条件下,输入系统的基本数据;
步骤C:进行潮流计算获取系统的稳定平衡点;
步骤D:计算非线性程度指标;
步骤E:如果所有系统运行条件的非线性程度指标已计算完毕, 则进行步骤F,否则返回步骤B;
步骤F:比较所有非线性程度指标的大小。
本发明提供的优选技术方案中,在所述步骤A中,系统运行条 件指的是对电力系统运行要求,包括:发电机增/减出力、系统拓扑 结构的改变、元件投入/退出运行、负荷的改变;系统运行条件的改 变,将会使得电力系统处于一个新的稳定运行状态。提供系统运行条 件,对后续步骤而言,实际上即是提供系统多个不同的稳定运行状态。
本发明提供的第二优选技术方案中,在所述步骤B中,输入系 统的基本数据包括系统发电机数据、联络线数据和其他电力系统元件 数据。
本发明提供的第三优选技术方案中,在所述步骤C中,所述稳 定平衡点是指电力系统稳定运行时的状态,其包括:发电机各个状态 变量的稳态值、发电机出力、线路潮流、负荷的等效阻抗、FACTS接 入系统的等效阻抗;为步骤D计算指标提供准备数据。
本发明提供的第四优选技术方案中,在所述步骤F中,当指标 数值出现大于等于3倍以上的变化时,说明在该系统运行条件下 FACTS交互影响强烈。
本发明提供的第三优选技术方案中,在步骤D、E和F中的所述 非线性程度指标Index为衡量电力系统非线性程度的指标,表达式为:
(1)
本发明提供的第四优选技术方案中,衡量系统模式j处非线性相 关作用的指标,I(j)的表达式为:
其中,λj是系统状态方程的第j个特征根,vji为矩阵V的第j行第i列元素,Hi是系统 Hessian矩阵的第i个矩阵,U和V分别为系统的右、左特征向量矩阵, yj0是系统稳定平衡点经若当变换后的第j个初值;real为取复数的实 部。
与现有技术比,本发明提供的一种基于模态级数法的FACTS交 互影响程度评估方法,在装设多台FACTS设备的电力系统中,在不同 系统条件下分别计算非线性程度指标的大小,根据非线性程度指标的 变化来评估FACTS的交互影响强弱,如果指标变化剧烈,说明此时 FACTS交互影响强烈,使系统的稳定性受到了较大的影响;而且该方 法计及非线性因素以定量评估FACTS交互影响程度,该方法全面考虑 系统模式之间相互作用对系统非线性程度的影响,适用于大/小干扰 下的电力系统分析,具有适应性强,物理意义明确的特点,可以应用 于电力系统FACTS交互影响评估,也可作为系统非线性程度的衡量指 标为电力系统分析及稳定性研究等工作提供研究手段。
附图说明
图1是本发明的实施例中采用的4机2区域系统结构图。
图2是利用时域仿真观察工况1的电压曲线图。
图3是利用时域仿真观察工况2的电压曲线图。
图4是利用时域仿真观察工况3的电压曲线图。
图5是基于模态级数法的FACTS交互影响程度评估方法的流程 图。
具体实施方式
以下是本发明的一个实施示例:以一个装设2台SVC的4机2 区域系统进行仿真计算作实施例。进一步说明如下:
4机2区域系统的结构如图1所示。基于模态级数法的FACTS交 互影响程度评估方法具体包括以下步骤:
1)改变系统无功负荷Load1和Load2的大小,形成不同的系统 运行工况。
工况1:Load1:-150MVar,Load2:-150MVar;
工况2:Load1:-100MVar,Load2:-100MVar;
工况3:Load1:-50MVar,Load2:-50MVar;
2)利用公式(2)计算三种工况下的指标。
三种工况下的指标分别为:工况1:5.5873;工况2:9.5779;工 况3:28.5228。
3)由指标大小可以看出,工况1和工况2的指标变化差别不大, 而工况3的指标增大明显,此时可断定系统中存在FACTS交互影响。 图2~图4利用时域仿真观察3种工况下的电压曲线。可以看出,在 工况1和工况2中电压稳定,而工况3的电压发生了波动,说明由于 SVC间产生不利的交互影响,导致控制效果恶化,系统稳定性被破坏。 这与本发明的方法分析一致。
需要声明的是,本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提 供技术方案的实际应用,不应解释为对本发明保护范围的限定。本领 域技术人员在本发明的精神和原理启发下,可作各种修改、等同替换、 或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
机译: 基于管理指标的订单优先级计算装置,基于管理指标并考虑缺陷项目的影响程度的订单优先级计算方法
机译: 基于单模态的基于多模态的交互系统及方法
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