CN107609802A - 一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力***功率/电压稳定裕度评价方法，提供了一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度在线评估方法，包括：将复杂电网等值为简单电网的等效方式、电力***功率/电压稳定裕度指标PVSI的计算方法、电力***功率/电压稳定边界的确定。本发明具有如下优点：1.将含有多种元件的复杂电网等值为简单电网，为各类电力***分析与控制技术提供方便；2.采用功率/电压稳定裕度指标在线衡量动态情况下电力***的功率/电压稳定裕度，识别网络中的薄弱节点；3.将率/电压稳定裕度指标值与功率/电压稳定边界对比，判断电力***是否稳定，可为在线控制提供指导。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力***功率/电压稳定裕度评价方法，尤其是涉及一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评价方法。
背景技术
目前，交直流混联电力***的功率/电压稳定评估方法按其原理可分为基于短路比的方法和基于灵敏度的方法两种。
基于短路比的方法通过计算交直流公共耦合点处的短路比与有效短路比，并根据***的结构与运行状态衡量不同直流间的交互影响程度，综合得到多馈入短路比、多馈入有效短路比、多馈入临界有效短路比等指标；基于灵敏度的方法通过列写***的降阶雅可比矩阵或扩展雅克比矩阵，进一步计算矩阵的行列式或特征值等，判断***的稳定情况。不论是短路比法还是灵敏度法都存在种种不足，例如灵敏度法只能在稳态情况下使用，不能在线地对***实时评价，而短路比法主要用于定性判断，不能准确确定***的稳定边界，也不容易应用于暂态情况。在实际的大型电力***中，这两种方法也较难全面的考虑***中的各种复杂元件。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度在线评估方法，可以评估含多馈入直流的交直流混联电力***的功率/电压稳定裕度。
本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种基于量测值的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度在线评估指标，能够根据量测得到的***运行状态，准确确定***的稳定边界。
本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种能够在线应用的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度在线评估指标，可在电力***运行的动态过程中明确***的薄弱区域，为其动态控制提供指导。
本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种能够将复杂电力***等效为较为简单的***的等值方法，可应用于各类电力***的分析与控制技术中。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采用电力***中的相量量测单元等设备与技术获取所有发电机端口的电压相量；
步骤2：采用电力***中的相量量测单元等设备与技术获取电网中等效负荷的下网电流相量，获取电网中直流换流器的交流侧电流相量；
步骤3：由步骤1和步骤2中获得的运行数据，结合电网参数，将复杂电力***对所关注的节点等效为简单电力***；
步骤4：由步骤3所得的简单电力***，计算其功率/电压稳定裕度指标；
步骤5：由步骤4计算所得的功率/电压稳定裕度指标，与稳定边界进行比较，判断节点的功率/电压稳定情况。
在上述的一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，所述的步骤3中，将复杂电力***对所关注的节点等效为简单电力***的具体操作方法如下：
步骤3.1，根据步骤1和步骤3中获得的运行数据，结合电网参数，列写出如式(1)形式的电网网络方程
式中角标LD、DC、T和G分别表示负荷节点、交直流公共耦合点、联络节点和发电机节点；
步骤3.2，将步骤3.1中的网络方程化简为式(2)的形式
式中，角标L表示广义负荷节点，为式(1)中所有角标为LD、DC和T的元素；
步骤3.3，根据步骤3.2获得的公式(2)表示出所有广义负荷节点的电压，成为式(3)的形式
VL＝MVG+ZLLIL (3)
式中，M＝-ZLLYLG；
步骤3.4，将复杂电力***等效为简单电力***，令等值电压源令等值阻抗形成简单***的相关参数。
在上述的一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，所述的步骤4中，计算功率/电压稳定裕度指标的方法为：
式中，PVSI为所述的功率/电压稳定裕度指标，S为直流注入功率或负荷功率的模值，Z为***阻抗或等值阻抗的模值，θ为***阻抗或等值阻抗的相角，为直流注入功率或负荷功率的相角，E为***电压源或等值电压源的模值。
在上述的一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，所述的步骤5中，功率/电压稳定边界为PVSI＝1。与PVSI＝1相比，稳定裕度值越小，则稳定裕度越大。
一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，其特征在于，包括将复杂电网等值为简单电网的等效方式、电力***功率/电压稳定裕度指标PVSI的计算方法、电力***功率/电压稳定边界的确定。
因此，本发明具有如下优点：1.将含有多种元件的复杂电网等值为简单电网，为各类电力***分析与控制技术提供方便；2.采用功率/电压稳定裕度指标在线衡量动态情况下电力***的功率/电压稳定裕度，识别网络中的薄弱节点；3.将率/电压稳定裕度指标值与功率/电压稳定边界对比，判断电力***是否稳定，可为在线控制提供指导。
附图说明
图1是本发明所适用的含多馈入直流的交直流混联电力***的典型形式。
图2是本发明将复杂***等效后形成的简单***的典型形式。
图3是本发明实施例所基于的含多馈入直流的交直流混联电力***。
图4是本发明实施例步骤4和步骤5所得到的结果的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，包括以下步骤：
步骤1：采用电力***中的相量量测单元设备与技术获取所有发电机端口的电压相量；
步骤2：采用电力***中的相量量测单元等设备与技术获取电网中等效负荷的下网电流相量，获取电网中直流换流器的交流侧电流相量；
步骤3：由步骤1和步骤2中获得的运行数据，结合电网参数，将复杂电力***对所关注的节点等效为简单电力***，具体包括：
步骤3.1，根据步骤1和步骤3中获得的运行数据，结合电网参数，列写出如式(1)形式的电网网络方程
式中角标LD、DC、T和G分别表示负荷节点、交直流公共耦合点、联络节点和发电机节点；
步骤3.2，将步骤3.1中的网络方程化简为式(2)的形式
式中，角标L表示广义负荷节点，为式(1)中所有角标为LD、DC和T的元素；
步骤3.3，根据步骤3.2获得的公式(2)表示出所有广义负荷节点的电压，成为式(3)的形式
VL＝MVG+ZLLIL (3)
式中，M＝-ZLLYLG；
步骤3.4，将复杂电力***等效为简单电力***，令等值电压源令等值阻抗形成简单***的相关参数。
步骤4：由步骤3所得的简单电力***，计算其功率/电压稳定裕度指标，方法为：
式中，PVSI为所述的功率/电压稳定裕度指标，S为直流注入功率或负荷功率的模值，Z为***阻抗或等值阻抗的模值，θ为***阻抗或等值阻抗的相角，为直流注入功率或负荷功率的相角，E为***电压源或等值电压源的模值。
步骤5：由步骤4计算所得的功率/电压稳定裕度指标，与稳定边界进行比较，判断节点的功率/电压稳定情况，其中，功率/电压稳定边界为PVSI＝1。与PVSI＝1相比，稳定裕度值越小，则稳定裕度越大。
本发明包括用于将复杂电网等值为简单电网的等效方式、电力***功率/电压稳定裕度指标PVSI的计算方法、电力***功率/电压稳定边界的确定。
本发明在附图中所提到的典型形式仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以将本发明应用于包括但不局限于典型形式的各种电力***中，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了待测多馈入直流、交直流混联电力***、功率/电压稳定裕度等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (3)
1.一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采用电力***中的相量量测单元设备与技术获取所有发电机端口的电压相量；
步骤2：采用电力***中的相量量测单元等设备与技术获取电网中等效负荷的下网电流相量，获取电网中直流换流器的交流侧电流相量；
步骤3：由步骤1和步骤2中获得的运行数据，结合电网参数，将复杂电力***对所关注的节点等效为简单电力***，具体包括：
步骤3.1，根据步骤1和步骤3中获得的运行数据，结合电网参数，列写出如式(1)形式的电网网络方程
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式中角标LD、DC、T和G分别表示负荷节点、交直流公共耦合点、联络节点和发电机节点；
步骤3.2，将步骤3.1中的网络方程化简为式(2)的形式
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式中，角标L表示广义负荷节点，为式(1)中所有角标为LD、DC和T的元素；
步骤3.3，根据步骤3.2获得的公式(2)表示出所有广义负荷节点的电压，成为式(3)的形式
VL＝MVG+ZLLIL (3)
式中，M＝-ZLLYLG；
步骤3.4，将复杂电力***等效为简单电力***，令等值电压源令等值阻抗形成简单***的相关参数；
步骤4：由步骤3所得的简单电力***，计算其功率/电压稳定裕度指标；
步骤5：由步骤4计算所得的功率/电压稳定裕度指标，与稳定边界进行比较，判断节点的功率/电压稳定情况。
2.据权利要求1所述的一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，其特征在于，在所述的步骤4中，计算功率/电压稳定裕度指标的方法为：
式中，PVSI为所述的功率/电压稳定裕度指标，S为直流注入功率或负荷功率的模值，Z为***阻抗或等值阻抗的模值，θ为***阻抗或等值阻抗的相角，为直流注入功率或负荷功率的相角，E为***电压源或等值电压源的模值。
3.据权利要求1所述的一种含多馈入直流的交直流混联电力***功率/电压稳定裕度评估方法，其特征在于，在所述的步骤5中，功率/电压稳定边界为PVSI＝1；与PVSI＝1相比，稳定裕度值越小，则稳定裕度越大。
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