一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法，方法包括：建立分區(qū)運行的受端電網(wǎng)計及慢動態(tài)元件動作的全過程動態(tài)仿真程序模型；獲取各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱節(jié)點；獲取負荷緩慢增長方式下電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前后的PV曲線；確定電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作后PV曲線的功率極限點；獲取功率極限點的狀態(tài)遷移曲線，并確定狀態(tài)遷移曲線與電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點；根據(jù)狀態(tài)遷移曲線與電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，對受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性進行評估。本發(fā)明提供的方法，能夠有效監(jiān)控受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，提高互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。
【專利說明】
-種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制領(lǐng)域，具體設(shè)及一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評 估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國大規(guī)模超/特高壓交直流互聯(lián)電網(wǎng)的快速發(fā)展，各種電力系統(tǒng)新設(shè)備和 新技術(shù)不斷投產(chǎn)和應(yīng)用，系統(tǒng)的動態(tài)行為變得更加復(fù)雜，運使得發(fā)生在暫態(tài)過程之后的中 長期電壓穩(wěn)定問題日趨突出并逐步受到電力系統(tǒng)研究人員的高度重視。構(gòu)建適用于中長期 動態(tài)過程的穩(wěn)定判據(jù)及安全穩(wěn)定控制措施W防止城市電網(wǎng)電壓崩潰就顯得尤為重要。在中 長期動態(tài)過程中，對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定起到作用的主要是發(fā)電機過勵磁限制器（over? excitation limiter, 0XL) 和有載調(diào)壓變壓器 （on load tap changing hansformer， OLTC)分接頭調(diào)整W及負荷的功率特性。
[0003] 現(xiàn)有研究通常將發(fā)電機視作PV節(jié)點或者理想電壓源，即其端電壓可W在AVR作用 下保持恒定，然而伴隨著OXL的動作發(fā)電機輸出的無功功率將大幅度降低。有載調(diào)壓分接頭 的動作會改變低壓側(cè)的電壓水平進而影響系統(tǒng)無功負荷水平和無功補償?shù)娜萘?。運些慢速 動態(tài)元件的動作都會影響系統(tǒng)的中長期穩(wěn)定水平。因此，為提高中長期分析的準確性，發(fā)電 機過勵限制和有載調(diào)壓動作的影響應(yīng)被計及。
[0004] 為研究中長期動態(tài)相應(yīng)過程中慢動作元件的影響，現(xiàn)有研究將中長期動態(tài)過程用 其準穩(wěn)態(tài)平衡方程替代，使用準穩(wěn)態(tài)近似，具有仿真計算速度快，物理概念明確等特點，但 是發(fā)電機模型、負荷模型精度較差。結(jié)合中長期穩(wěn)定的特點引入準靜態(tài)假設(shè)，提出快速仿真 算法，但是在仿真步長控制上尚存不足，使得仿真計算時間較長。從求解電力系統(tǒng)非線性代 數(shù)-微分方程的角度，基于有載調(diào)壓變壓器離散模型分析化TC動作對電壓穩(wěn)定的動態(tài)影響， 存在靜態(tài)分析模型未考慮發(fā)電機無功出力調(diào)節(jié)過程的問題，在實際電網(wǎng)中應(yīng)用會出現(xiàn)較大 偏差。采用戴維南等值的方法，將會保留所有發(fā)電機與負荷節(jié)點，克服了傳統(tǒng)戴維南等值過 程中參數(shù)不易辨識、無法體現(xiàn)發(fā)電機動態(tài)變化的缺點，但所有發(fā)電機的等值參數(shù)都要在OXL 動作時重新求取，過程復(fù)雜且計算量大，限制了其在實際大電網(wǎng)中的應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明提供一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法，其目的是分析中長期過程 中慢動態(tài)元件動作對系統(tǒng)運行點在系統(tǒng)動態(tài)PV曲線上的遷移特征，及過勵磁限制和有載調(diào) 壓動作引起系統(tǒng)中長期電壓失穩(wěn)機理，并在此基礎(chǔ)上定義了中長期電壓穩(wěn)定控制判據(jù)，有 效監(jiān)控受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，提高互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。
[0006] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法，其改進之處在于，包括：
[000引建立分區(qū)運行的受端電網(wǎng)計及慢動態(tài)元件動作的全過程動態(tài)仿真程序模型；
[0009]獲取各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱節(jié)點；
[0010] 獲取負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前后的PV曲線；
[0011] 確定所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作后PV曲線的功率極限點；
[0012] 獲取所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線，并確定所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱 節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點；
[0013] 根據(jù)所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點 對應(yīng)的數(shù)據(jù)，對受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性進行評估。
[0014] 優(yōu)選的，所述全過程動態(tài)仿真程序模型包括:勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)參數(shù)、包含了過勵磁 限制器參數(shù)的發(fā)電機動態(tài)模型W及包含了有載調(diào)壓變壓器動作參數(shù)的有載調(diào)壓動態(tài)模型； 所述慢動態(tài)元件包括:過勵磁限制器和有載調(diào)壓變壓器。
[0015] 優(yōu)選的，所述獲取各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱節(jié)點，包括：
[0016] 通過全過程動態(tài)仿真程序，緩慢持續(xù)增長各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受 端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，選擇運一過程中各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的電壓最低的節(jié)點 作為各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱點。
[0017] 優(yōu)選的，所述獲取負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前后 的PV曲線，包括：
[0018] 將發(fā)電機過勵磁限制器閉鎖，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受 端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作 為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在勵磁限制器動作前的PV曲線；
[0019] 將發(fā)電機組勵磁調(diào)節(jié)功能閉鎖并將勵磁電流限制為過勵磁限制器動作后輸出值 I，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制 各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱 節(jié)點在勵獅良制器動作后的PV曲線，其中，I為發(fā)電機長期允許勵磁電流；
[0020] 將有載調(diào)壓變壓器分接頭自動調(diào)整功能閉鎖，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng) 的負荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中 的軌跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在有載調(diào)壓變壓器動作前的PV曲 線；
[0021] 將有載調(diào)壓變壓器分接頭在仿真初始時即置于可調(diào)整檔位的最高檔，緩慢持續(xù)增 長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系 統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在有載調(diào) 壓變壓器動作后的PV曲線。
[0022] 優(yōu)選的，所述功率極限點為所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作后PV曲線的拐 點。
[0023] 優(yōu)選的，若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為純阻抗模型，則確定純阻抗模型 的功率極限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為：
[0024]
(1)
[002引式（1)中，P訪恒阻抗負荷有功功率，Po,1為恒阻抗負荷有功功率初始值，V為恒阻 抗負荷節(jié)點電壓，Vo為恒阻抗負荷節(jié)點電壓初始值，A f為頻率變化量，Ldp為頻率變化引起 有功變化百分數(shù)；
[0026] 若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為純馬達模型，則確定純馬達模型的功率極 限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為：
[0027] Pg = Po,2 (2)
[00%]式(2)中，&為馬達有功功率，Po, 2為馬達有功功率初始值。
[0029] 進一步的，若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為綜合負荷模型，則確定綜合負 荷模型的功率極限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為：
[0030] P=KPl+(1-K)Pg (3)
[0031] 式(3)中，P為綜合負荷有功功率，K為恒阻抗負荷比例。
[0032] 進一步的，將所述功率極限點對應(yīng)的功率值Pb和電壓值Vb代入式(3)，即得到所述 功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb,其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb的表達公式為：
[0033]
(4)
[0034] 其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb與所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作 前PV曲線的交點為中長期穩(wěn)定臨界點。
[0035] 優(yōu)選的，設(shè)慢動態(tài)元件動作前系統(tǒng)運行點(Pa, Va),若系統(tǒng)中長期電壓穩(wěn)定，則需滿 足：
[0036]
(目)
[0037] 式(5)中，Pa為系統(tǒng)運行點對應(yīng)的功率值，Pa為所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱 節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點對應(yīng)的功率值；
[0038] 若系統(tǒng)中長期電壓失穩(wěn)，則需滿足：
[0039] (食）
[0040] 重慢動元件動作即會失穩(wěn)，則滿足：
[0041 ] (7)
[0042] 其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線即為P關(guān)于U的關(guān)系曲線，^為所述功率極 dU 限點的狀態(tài)遷移曲線的導(dǎo)數(shù)值。
[0043] 本發(fā)明的有益效果：
[0044] 本發(fā)明提供的一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法，在FDS的基礎(chǔ)上提出一 種中長期電壓穩(wěn)定性評估方法，能夠分析中長期過程中慢動態(tài)元件動作對系統(tǒng)運行點在系 統(tǒng)動態(tài)PV曲線上的遷移特征，及過勵磁限制和有載調(diào)壓動作引起系統(tǒng)中長期電壓失穩(wěn)機 理，并在此基礎(chǔ)上定義了中長期電壓穩(wěn)定控制判據(jù)，可W幫助研究人員了解電力系統(tǒng)機電 暫態(tài)過程的動態(tài)特性，并可W校核研究安全穩(wěn)定控制措施的效果，便于幫助運行人員制定 合理的措施和防御策略避免中長期過程潛在的系統(tǒng)大面積停電事故，有效的監(jiān)控受端電網(wǎng) 電壓穩(wěn)定，提高互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。
【附圖說明】
[0045] 圖1是本發(fā)明一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法的流程圖；
[0046] 圖2是本發(fā)明實施例中分區(qū)運行的受端電網(wǎng)供電示意圖；
[0047] 圖3是本發(fā)明實施例中過勵限制后電壓曲線示意圖；
[0048] 圖4是本發(fā)明實施例中過勵限制后機組勵磁電流曲線示意圖；
[0049] 圖5是本發(fā)明實施例中有載調(diào)壓后電壓曲線示意圖；
[0050] 圖6是本發(fā)明實施例中恒阻抗模型過勵限制示意圖；
[0051 ]圖7是本發(fā)明實施例中馬達模型過勵限制示意圖；
[0052] 圖8是本發(fā)明實施例中綜合動態(tài)模型過勵限制示意圖；
[0053] 圖9是本發(fā)明實施例中恒阻抗模型有載調(diào)壓示意圖；
[0054] 圖10是本發(fā)明實施例中馬達模型有載調(diào)壓示意圖；
[0055] 圖11是本發(fā)明實施例中綜合動態(tài)模型有載調(diào)壓示意圖。
【具體實施方式】
[0056] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明。
[0057] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[005引本發(fā)明提供的一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法，如圖1所示，包括：
[0059] 101.建立分區(qū)運行的受端電網(wǎng)計及慢動態(tài)元件動作的全過程動態(tài)仿真程序模型；
[0060] 102.獲取各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱節(jié)點；
[0061] 103.獲取負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前后的PV曲 線；
[0062] 104.確定所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作后PV曲線的功率極限點；
[0063] 105.獲取所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線，并確定所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓 薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點；
[0064] 106.根據(jù)所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的 交點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，對受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性進行評估。
[00化]其中，采用全動態(tài)仿真程序(Full Dynamic Simulation program,抑S)建立分區(qū) 運行的受端電網(wǎng)計及慢動態(tài)元件動作的全過程動態(tài)仿真程序模型，所述全過程動態(tài)仿真程 序模型包括:勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)參數(shù)、包含了過勵磁限制器參數(shù)的發(fā)電機動態(tài)模型W及包含 了有載調(diào)壓變壓器動作參數(shù)的有載調(diào)壓動態(tài)模型;所述慢動態(tài)元件包括:過勵磁限制器和 有載調(diào)壓變壓器，其中，分區(qū)運行的受端電網(wǎng)例如如圖2所示的應(yīng)用場景中，包括分區(qū)1、分 區(qū)2和分區(qū)3。
[0066] 具體的，所述步驟102,包括：
[0067] 通過全過程動態(tài)仿真程序，緩慢持續(xù)增長各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受 端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，選擇運一過程中各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的電壓最低的節(jié)點 作為各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱點。
[0068] 其中，電壓薄弱節(jié)點通常為分區(qū)供電末端的重負荷節(jié)點即電壓失穩(wěn)先導(dǎo)節(jié)點，如 圖3、4和5所示，節(jié)點3為分區(qū)的電壓薄弱節(jié)點，在過勵磁限制和有載調(diào)壓動作導(dǎo)致失穩(wěn)過程 中節(jié)點3為電壓失穩(wěn)先導(dǎo)節(jié)點，故選取節(jié)點3為研究對象，采用分區(qū)電壓薄弱節(jié)點PV軌跡曲 線對電網(wǎng)供電分區(qū)進行分析，能夠掲示0化和化TC動作過程對分區(qū)穩(wěn)定的影響機理。
[0069] 所述步驟103,包括：
[0070] 如圖6、7和8中過勵磁限制前曲線所示，將發(fā)電機過勵磁限制器閉鎖，緩慢持續(xù)增 長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系 統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在勵磁限 制器動作前的PV曲線；
[0071] 如圖6、7和8中過勵磁限制后曲線所示，將發(fā)電機組勵磁調(diào)節(jié)功能閉鎖并將勵磁電 流限制為過勵磁限制器動作后輸出值I，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受 端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作 為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在勵磁限制器動作后的PV曲線，其中，I為發(fā)電機 長期允許勵磁電流；
[0072] 如圖9、10和11中有載調(diào)壓前曲線所示，將有載調(diào)壓變壓器分接頭自動調(diào)整功能閉 鎖，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制 各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱 節(jié)點在有載調(diào)壓變壓器動作前的PV曲線；
[0073] 如圖9、10和11中有載調(diào)壓后曲線所示，將有載調(diào)壓變壓器分接頭在仿真初始時即 置于可調(diào)整檔位的最高檔，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電網(wǎng)的系 統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負荷緩慢 增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在有載調(diào)壓變壓器動作后的PV曲線。
[0074] 所述步驟104中，如圖6-11中B點所示，所述功率極限點為所述電壓薄弱節(jié)點在慢 動態(tài)元件動作后PV曲線的拐點，其中，在功率極限點W上為PV曲線上半支，在此區(qū)間內(nèi)系統(tǒng) 能夠保持穩(wěn)定運行，反之，系統(tǒng)則會進入失穩(wěn)狀態(tài)，發(fā)生電壓崩潰。
[0075] 所述步驟105中，若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為純阻抗模型，則確定純阻 抗模型的功率極限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為：
[0076；
(1 )
[0077] 式（1)中，P訪恒阻抗負荷有功功率，Po,1為恒阻抗負荷有功功率初始值，V為恒阻 抗負荷節(jié)點電壓，Vo為恒阻抗負荷節(jié)點電壓初始值，A f為頻率變化量，Ldp為頻率變化引起 有功變化百分數(shù)；
[0078] 考慮感應(yīng)電動機等值電路，當發(fā)生電壓階躍式變化(如化TC調(diào)整)時，因電動機轉(zhuǎn) 差率不能突變，電動機的慣性動態(tài)過程會持續(xù)零點幾秒，電動機對電壓的階躍變化表現(xiàn)為 "阻抗跳變"響應(yīng)特性，即由短暫的恒阻抗特性跳變到恒功率特性。對應(yīng)圖10中Cl到Dl中銀 齒狀遷移曲線。本發(fā)明側(cè)重中長期穩(wěn)定分析因而對馬達負荷模型的電壓響應(yīng)特性按照恒功 率負荷模型處理，即馬達有功功率不隨電壓改變而變化，其遷移曲線為與有功功率基值相 關(guān)的垂線：
[0079] 若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為純馬達模型，則確定純馬達模型的功率極 限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為：
[0080] Pg = Po,2 (2)
[0081 ]式(2)中，&為馬達有功功率，Po, 2為馬達有功功率初始值。
[0082] 若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為綜合負荷模型，則確定綜合負荷模型的功 率極限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為：
[0083] P=KPl+(1-K)Pg (3)
[0084] 式(3)中，P為綜合負荷有功功率，K為恒阻抗負荷比例。
[0085] 進一步的，將所述功率極限點對應(yīng)的功率值Pb和電壓值Vb代入式(3)，即得到所述 功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb,其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb的表達公式為：
[0086]
(4)
[0087] 其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb與所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作 前PV曲線的交點為中長期穩(wěn)定臨界點。
[0088] 例如，在40%阻抗60%馬達負荷情況下，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb的表 達公式為：
[0089]
[0090] 所述步驟106中，設(shè)慢動態(tài)元件動作前系統(tǒng)運行點（Pa, Va),若系統(tǒng)中長期電壓穩(wěn) 定，則需滿足：
[0091]
巧)
[0092] 式(5)中，Pa為系統(tǒng)運行點對應(yīng)的功率值，Pa為所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱 節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點對應(yīng)的功率值；
[0093] 若系統(tǒng)中長期電壓失穩(wěn)，則需滿足：
[0094] (按）
[00M] 曼動元件動作即會失穩(wěn)，則滿足：
[0096] (7)
[0097] 其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線即為P關(guān)于U的關(guān)系曲線，^為所述功率極 破 限點的狀態(tài)遷移曲線的導(dǎo)數(shù)值。
[0098] 進一步的，能夠通過仿真驗證中長期電壓穩(wěn)定判據(jù)對分析分區(qū)受端電網(wǎng)中長期穩(wěn) 定性評估的有效性，在慢動作元件動作前的PV曲線上取不同的初始運行點，并使上述初始 運行點分布于A點左右兩側(cè)，通過全過程仿真程序仿真運些初始運行點上發(fā)生慢元件動作 后的穩(wěn)定情況并繪制運些運行點狀態(tài)遷移曲線圖。驗證慢元件動作引起的受端電網(wǎng)穩(wěn)定性 的改變符合提出的基于狀態(tài)遷移曲線的中長期穩(wěn)定判據(jù)。如圖6-11所示，依據(jù)上述穩(wěn)定判 據(jù)繪制的中長期穩(wěn)定臨界點A所確定的慢動元件動作穩(wěn)定區(qū)間和失穩(wěn)區(qū)間與實際仿真結(jié)果 吻合，能夠驗證本發(fā)明提出的中長期穩(wěn)定判據(jù)的有效性。
[0099]最后應(yīng)當說明的是：W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然 可W對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性評估方法，其特征在于，所述方法包括： 建立分區(qū)運行的受端電網(wǎng)計及慢動態(tài)元件動作的全過程動態(tài)仿真程序模型； 獲取各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱節(jié)點； 獲取負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前后的PV曲線； 確定所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作后PV曲線的功率極限點； 獲取所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線，并確定所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱節(jié)點 在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點； 根據(jù)所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點對應(yīng) 的數(shù)據(jù)，對受端電網(wǎng)中長期電壓穩(wěn)定性進行評估。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述全過程動態(tài)仿真程序模型包括:勵磁調(diào) 節(jié)器數(shù)據(jù)參數(shù)、包含了過勵磁限制器參數(shù)的發(fā)電機動態(tài)模型W及包含了有載調(diào)壓變壓器動 作參數(shù)的有載調(diào)壓動態(tài)模型;所述慢動態(tài)元件包括:過勵磁限制器和有載調(diào)壓變壓器。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓 薄弱節(jié)點，包括： 通過全過程動態(tài)仿真程序，緩慢持續(xù)增長各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電 網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，選擇運一過程中各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的電壓最低的節(jié)點作為 各分區(qū)運行的受端電網(wǎng)對應(yīng)的電壓薄弱點。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱 節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前后的PV曲線，包括： 將發(fā)電機過勵磁限制器閉鎖，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電 網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負 荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在勵磁限制器動作前的PV曲線； 將發(fā)電機組勵磁調(diào)節(jié)功能閉鎖并將勵磁電流限制為過勵磁限制器動作后輸出值I，緩 慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時 間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點 在勵獅良制器動作后的PV曲線，其中，I為發(fā)電機長期允許勵磁電流； 將有載調(diào)壓變壓器分接頭自動調(diào)整功能閉鎖，緩慢持續(xù)增長分區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負 荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系統(tǒng)運行點在P-V坐標系中的軌 跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在有載調(diào)壓變壓器動作前的PV曲線； 將有載調(diào)壓變壓器分接頭在仿真初始時即置于可調(diào)整檔位的最高檔，緩慢持續(xù)增長分 區(qū)運行的受端電網(wǎng)的負荷，直至受端電網(wǎng)的系統(tǒng)失穩(wěn)或電壓崩潰，繪制各時間點時系統(tǒng)運 行點在P-V坐標系中的軌跡曲線作為負荷緩慢增長方式下所述電壓薄弱節(jié)點在有載調(diào)壓變 壓器動作后的PV曲線。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率極限點為所述電壓薄弱節(jié)點在慢動 態(tài)元件動作后PV曲線的拐點。6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為純阻 抗模型，則確定純阻抗模型的功率極限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為：(1) 式(1)中，P誠恒阻抗負荷有功功率，Po,功恒阻抗負荷有功功率初始值，V為恒阻抗負荷 節(jié)點電壓，Vo為恒阻抗負荷節(jié)點電壓初始值，A f為頻率變化量，Ldp為頻率變化引起有功變 化百分數(shù)； 若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為純馬達模型，則確定純馬達模型的功率極限點 的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為： Pg = Po'2 (2) 式(2)中，&為馬達有功功率，Po,2為馬達有功功率初始值。7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，若全過程動態(tài)仿真程序模型中的負荷為綜合 負荷模型，則確定綜合負荷模型的功率極限點的狀態(tài)遷移曲線L的表達公式為： P = KPl+(1-K)Pg (3) 式(3)中，P為綜合負荷有功功率，K為恒阻抗負荷比例。8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將所述功率極限點對應(yīng)的功率值Pb和電壓值 Vb代入式(3)，即得到所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb，其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移 曲線Lb的表達公式為：(4) 其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線Lb與所述電壓薄弱節(jié)點在慢動態(tài)元件動作前PV 曲線的交點為中長期穩(wěn)定臨界點。9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，設(shè)慢動態(tài)元件動作前系統(tǒng)運行點（Pa, Va)，若 系統(tǒng)中長期電壓穩(wěn)定，則需滿足：(員） 式(5)中，Pa為系統(tǒng)運行點對應(yīng)的功率值，Pa為所述狀態(tài)遷移曲線與所述電壓薄弱節(jié)點 在慢動態(tài)元件動作前PV曲線的交點對應(yīng)的功率值； 若系統(tǒng)中長期電壓失穩(wěn)，則需滿足：(：6) 若系統(tǒng)不經(jīng)慢動元件動作即會失穩(wěn)，則滿足：(7) 其中，所述功率極限點的狀態(tài)遷移曲線即為P關(guān)于U的關(guān)系曲線，^為所述功率極限點 的狀態(tài)遷移曲線的導(dǎo)數(shù)值。
【文檔編號】H02J3/00GK106099908SQ201610342251
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】李晶, 周華, 霍啟迪, 孫維真, 呂思卓, 徐奇峰, 唐曉駿, 石博隆, 申旭輝, 李有春, 宋云亭, 華文, 羅紅梅, 盧岑岑, 馬世英
【申請人】中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司