电网功角稳定分析建模方法、装置、设备及可读存储介质与流程



1.本技术涉及电力系统运行与控制技术领域,尤其涉及一种电网功角稳定分析建模方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术:



2.电力系统功角稳定是指电力系统中同步发电机受扰后保持同步运行的能力,又称同步稳定,它是电力系统稳定问题中的一个重要分支。根据功角不同暂态特征,可将其分为静态功角稳定和暂态功角稳定。
3.目前,对于单机无穷大系统的功角稳定分析理论已经非常成熟,应用最广泛的就是基于单机无穷大系统的转子运动方程得到的功角特性曲线,可以据此分析单机无穷大系统的静态和暂态功角稳定特性;两机系统可以演化为单机无穷大系统来处理。对于多机系统,一方面,可以进行机组同调分,等效成两机系统,进而变成单机无穷大系统来处理,但是考虑到电网运行方式复杂多变,特别是直流与交流并联远距离送电情况下,机组同调分后可能出现除直流送端机、受端机之外第三个同调机,无法直接应用两机系统的分析理论,若强行分成两个同调机,可能造成较大的分析误差,影响功角稳定分析结论;另一方面,可以直接进行多机系统的数学建模,并进行复杂的矩阵运算、积分等数学计算,分析系统的功角稳定性,但该类方法建模复杂、计算分析速度慢,且难以准确考虑直流的影响。


技术实现要素:



4.本技术旨在至少能解决上述的技术缺陷之一,有鉴于此,本技术提供了一种电网功角稳定分析建模方法、装置、设备及可读存储介质,用于解决现有技术中电网功角稳定分析建模的技术缺陷。
5.一种电网功角稳定分析建模方法,包括:
6.获取目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统的参数;
7.依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型;
8.依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型;
9.依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型;
10.依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型;
11.依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等
效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。
12.优选地,
13.所述参数集合包括所述目标电力系统的各条母线的电压、连接到所述目标电力系统的母线的各个发电机的转动惯量、各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型,包括:
14.依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型。
15.优选地,所述参数集合还包括:所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型,包括:
16.依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗以及所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型。
17.优选地,所述参数集合还包括:连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率、注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率,
18.所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型,包括:
19.依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗、连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率以及注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型。
20.优选地,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型,包括:
21.依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型。
22.优选地,所述依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型,包括:
23.依据所述等效功角计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角;
24.依据所述等效发电机机械功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
25.依据所述等效机端负荷功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
26.依据所述等效传输电磁功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
27.依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率以及所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型;
28.其中,
29.所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型为:
[0030][0031]
其中,
[0032]
m表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数,即所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数为对所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角进行两次求导得到;
[0033]
pm表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0034]
p
ec
表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0035]
p
evm
表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0036]
θ
eq1
表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角。
[0037]
优选地,该方法还包括:
[0038]
利用所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型,分析所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0039]
一种电网功角稳定分析建模装置,包括:
[0040]
参数获取单元,用于获取目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统的参数;
[0041]
第一构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型;
[0042]
第二构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型;
[0043]
第三构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型;
[0044]
第四构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型;
[0045]
第五构建单元,用于依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。
[0046]
一种电网功角稳定分析建模设备,包括:一个或多个处理器,以及存储器;
[0047]
所述存储器中存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被所述一个或多个处
理器执行时,实现如前述介绍中任一项所述电网功角稳定分析建模方法的步骤。
[0048]
一种可读存储介质,所述可读存储介质中存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器实现如前述介绍中任一项所述电网功角稳定分析建模方法的步骤。
[0049]
从以上介绍的技术方案可以看出,本技术实施例提供的方法可以获取目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统的参数;在确定所述目标电力系统的参数集合之后,可以进一步依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型;可以依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型;可以依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型;可以依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型;在确定所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型之后,可以进一步依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。以便可以基于所构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型,来分析所述目标电力系统的功角稳定问题。
[0050]
本技术实施例提供的方法可以针对包含三台及三台以上的发电机组的交直流混合电力系统,以其中任意一台发电机组为参照,构造等效单机无穷大系统的转子运动方程,并提出等效功角、等效发电机机械功率、等效机端负荷功率、等效传输电磁功率的计算方法。本技术实施例提供的方法可考虑直流送出、直流受入、交直流并联等情况,根据机组转动惯量、网架结构、运行状态等信息即可建立准确的等效单机无穷大系统转子运动方程,并依据该方程可分析参考机组的功角稳定特性,亦可有效计算直流输电的影响,计算分析速度快、准确度高。此外,该方法还可以获取多台发电机组的交直流混合电力系统的功角特性曲线,比传统的两机交直流系统的功角特性分析理论更进一步,对复杂的电力系统具有更强的适应性。
附图说明
[0051]
为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0052]
图1为本技术实施例提供的一种实现电网功角稳定分析建模方法的流程图;
[0053]
图2为本技术实施例示例的一种三机交直流混合电力系统的连接示意图;
[0054]
图3本技术实施例示例的一种电网功角稳定分析建模装置结构示意图;
[0055]
图4为本技术实施例公开的一种电网功角稳定分析建模设备的硬件结构框图。
具体实施方式
[0056]
下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
[0057]
在实际应用过程中,能源资源在地域上分布极度不均衡,有些地区存在电能缺口。为弥补某些地区的巨大的电能缺口,需要大量采用远距离直流输电的方式将能源资源丰富的地区的电能输送至负荷中心,这就导致了多个直流有可能集中地馈入某一地区、直流与交流并联送电等情况。该情况下,电力系统的功角稳定特性因大规模直流输电的影响而发生了重大变化,在进行电力系统规划、运行等阶段的功角稳定分析时需要重点考虑。
[0058]
由上述介绍可知,两机系统可以演化为单机无穷大系统来处理。对于多机系统,一方面,可以进行机组同调分,等效成两机系统,进而变成单机无穷大系统来处理,但是考虑到电网运行方式复杂多变,特别是直流与交流并联远距离送电情况下,机组同调分后可能出现除直流送端机、受端机之外第三个同调机,无法直接应用两机系统的分析理论,若强行分成两个同调机,可能造成较大的分析误差,影响功角稳定分析结论;另一方面,可以直接进行多机系统的数学建模,并进行复杂的矩阵运算、积分等数学计算,分析系统的功角稳定性,但该类方法建模复杂、计算分析速度慢,且难以准确考虑直流的影响。
[0059]
鉴于目前大部分的电网功角稳定分析建模方案难以适应复杂多变的业务需求,为此,本技术人研究了一种电网功角稳定分析建模,该电网功角稳定分析建模针对包含三台及三台以上的发电机组的交直流混合电力系统,以其中任意一台发电机组为参照,构造了等效单机无穷大系统的转子运动方程,并提出了等效功角、等效发电机机械功率、等效机端负荷功率、等效传输电磁功率的计算方法。本技术实施例提供的方法可考虑直流送出、直流受入、交直流并联等情况,根据机组转动惯量、网架结构、运行状态等信息即可建立准确的等效单机无穷大系统转子运动方程,并依据该方程可分析参考机组的功角稳定特性,亦可有效计算直流输电的影响,计算分析速度快、准确度高。此外,该方法还可以获取多台发电机组的交直流混合电力系统的功角特性曲线,比传统的两机交直流系统的功角特性分析理论更进一步,对复杂的电力系统具有更强的适应性。
[0060]
本技术实施例提供的方法可以用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。
[0061]
本技术实施例提供一种电网功角稳定分析建模方法,该方法可以应用于各种多机交直流混合电力系统中,亦可以应用在各种计算机终端或是智能终端中,其执行主体可以为计算机终端或是智能终端的处理器或服务器。
[0062]
下面结合图1,介绍本技术实施例给出的电网功角稳定分析建模方法的流程,如图1所示,该流程可以包括以下几个步骤:
[0063]
步骤s101,获取目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统的参数。
[0064]
具体地,一般来说,在实际应用过程中,电力系统的参数可以反馈电力系统运行的情况。
[0065]
例如,一个三机交直流混合电力系统可以包括多个参数,各个参数可以反映该三机交直流混合电力系统的运行状态。
[0066]
例如,某个三机交直流混合电力系统的参数可以反馈该三机交直流混合电力系统的功角稳定特性。
[0067]
电力系统的功角稳定特性是指同步互联电力系统中的同步发电机受到扰动后可以保持同步运行的能力。电力系统的功角失稳由同步转矩或阻尼转矩不足引起,同步转矩不足导致非周期性失稳,而阻尼转矩不足可以导致振荡失稳。
[0068]
电力系统的功角稳定又可分为静态功角稳定、暂态功角稳定和动态功角稳定。
[0069]
所述目标电力系统可以为单机或多机交直流混合电力系统,例如,所述目标电力系统可以为三机交直流混合电力系统。
[0070]
为了更好地了解所述目标电力系统的功角稳定特性,可以获取所述目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统的参数,所述目标电力系统的参数集合中包括的各个所述目标电力系统的参数可以反馈所述目标电力系统的功角稳定特性、所述目标电力系统的运行状态。
[0071]
以便可以依据所述目标电力系统的参数集合中包括的各个所述目标电力系统的参数来分析所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0072]
步骤s102,依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型。
[0073]
具体地,由上述介绍可知,本技术实施例提供的方法可以确定所述目标电力系统的参数集合。
[0074]
所述目标电力系统的参数集合可以反馈所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0075]
电力系统的功角稳定特性与电力系统的等效功角相关。
[0076]
电力系统的等效功角可以影响电力系统的功角稳定特性。
[0077]
由上述介绍可知,在实际应用过程中,一般可以将多机交直流混合电力系统演化为单机无穷大系统来处理。
[0078]
因此,所述目标电力系统的等效功角可以影响所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0079]
为了更好地了解所述目标电力系统的功角稳定特性,在确定所述目标电力系统的参数集合之后,可以进一步依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型,以便可以依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型,来确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角。
[0080]
其中,所述目标电力系统的参数集合可以包括所述目标电力系统的各条母线的电压、连接到所述目标电力系统的母线的各个发电机的转动惯量、各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型的过程,可以包括如下:
[0081]
可以依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母
线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型。
[0082]
步骤s103,依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型。
[0083]
具体地,由上述介绍可知,本技术实施例提供的方法可以确定所述目标电力系统的参数集合。
[0084]
所述目标电力系统的参数集合可以反馈所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0085]
电力系统的功角稳定特性与电力系统的等效发电机机械功率相关。
[0086]
电力系统的等效发电机机械功率可以影响电力系统的功角稳定特性。
[0087]
由上述介绍可知,在实际应用过程中,一般可以将多机交直流混合电力系统演化为单机无穷大系统来处理。
[0088]
因此,所述目标电力系统的等效发电机机械功率可以影响所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0089]
为了更好地了解所述目标电力系统的功角稳定特性,在确定所述目标电力系统的参数集合之后,可以进一步依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型,以便可以依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型,来确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率。
[0090]
其中,所述目标电力系统的参数集合还可以包括:所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,则依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型的过程,可以包括如下:
[0091]
可以依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗以及所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型。
[0092]
步骤s104,依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型。
[0093]
具体地,由上述介绍可知,本技术实施例提供的方法可以确定所述目标电力系统的参数集合。
[0094]
所述目标电力系统的参数集合可以反馈所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0095]
电力系统的功角稳定特性与电力系统的等效机端负荷功率相关。
[0096]
电力系统的等效机端负荷功率可以影响电力系统的功角稳定特性。
[0097]
由上述介绍可知,在实际应用过程中,一般可以将多机交直流混合电力系统演化为单机无穷大系统来处理。
[0098]
因此,所述目标电力系统的等效机端负荷功率可以影响所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0099]
为了更好地了解所述目标电力系统的功角稳定特性,在确定所述目标电力系统的参数集合之后,可以进一步依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型,以便可以依据所述目标电力系统
对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型,来确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率。
[0100]
其中,所述目标电力系统的参数集合还可以包括:连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率、注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率。
[0101]
所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型的过程,可以包括如下几个步骤:
[0102]
可以依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗、连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率以及注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型。
[0103]
步骤s105,依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型。
[0104]
具体地,由上述介绍可知,本技术实施例提供的方法可以确定所述目标电力系统的参数集合。
[0105]
所述目标电力系统的参数集合可以反馈所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0106]
电力系统的功角稳定特性与电力系统的等效传输电磁功率相关。
[0107]
电力系统的等效传输电磁功率可以影响电力系统的功角稳定特性。
[0108]
由上述介绍可知,在实际应用过程中,一般可以将多机交直流混合电力系统演化为单机无穷大系统来处理。
[0109]
因此,所述目标电力系统的等效传输电磁功率可以影响所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0110]
为了更好地了解所述目标电力系统的功角稳定特性,在确定所述目标电力系统的参数集合之后,可以进一步依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型,以便可以依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型,来确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率。
[0111]
其中,
[0112]
所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型的过程,可以包括如下:
[0113]
可以依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型。
[0114]
步骤s106,依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。
[0115]
具体地,由上述介绍可知,本技术实施例提供的方法可以依据所述目标电力系统的参数集合中的相关参数,分别构建了所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率
计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型。
[0116]
由上述介绍已知,所述目标电力系统的功角稳定特性与所述目标电力系统的等效功角、等效发电机机械功率、等效机端负荷功率以及等效传输电磁功率相关。
[0117]
想要了解所述目标电力系统的功角稳定特性,可以参考所述目标电力系统的功角稳定特性与所述目标电力系统的等效功角、等效发电机机械功率、等效机端负荷功率以及等效传输电磁功率来创建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。以此来分析所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0118]
例如,
[0119]
可以依据所述等效功角计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角;
[0120]
可以依据所述等效发电机机械功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0121]
可以依据所述等效机端负荷功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0122]
可以依据所述等效传输电磁功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0123]
可以依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率以及所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型;
[0124]
其中,
[0125]
所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型可以为:
[0126][0127]
其中,
[0128]
m可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数,即所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数可以为对所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角进行两次求导得到;
[0129]
pm可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0130]
p
ec
可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0131]
p
evm
可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0132]
θ
eq1
可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角。
[0133]
在确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型之后,可以进一步依据基于构造的等效单机无穷大系统的转子运动方程,即可根据传统的单机无穷大系统功角稳定分析理论来分析所述目标电力系统的功角稳定特性的问题。
[0134]
从上述介绍的技术方案可以看出,本技术实施例提供的方法可以针对包含三台及三台以上的发电机组的交直流混合电力系统,以其中任意一台发电机组为参照,构造等效
单机无穷大系统的转子运动方程,并提出等效功角、等效发电机机械功率、等效机端负荷功率、等效传输电磁功率的计算方法。本技术实施例提供的方法可考虑直流送出、直流受入、交直流并联等情况,根据机组转动惯量、网架结构、运行状态等信息即可建立准确的等效单机无穷大系统转子运动方程,并依据该方程可分析参考机组的功角稳定特性,亦可有效计算直流输电的影响,计算分析速度快、准确度高。此外,该方法还可以获取多台发电机组的交直流混合电力系统的功角特性曲线,比传统的两机交直流系统的功角特性分析理论更进一步,对复杂的电力系统具有更强的适应性。
[0135]
在实际应用过程中,在确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型之后,本技术实施例提供的方法还可以利用所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型,分析所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0136]
接下来,结合图2,以某个典型的三机交直流混合电力系统为例,介绍本技术实施例提供的实现过程。
[0137]
记该三机交直流混合电力系统为t系统。
[0138]
图2示例了该三机交直流混合电力系统的连接示意图,由图2可知,t系统有三条母线,分别为图2中的bus1、bus2、bus3;
[0139]
t系统的三条母线的电压分别为u1、u2、u3;
[0140]
g1、g2、g3分别为连接到t系统的母线bus1、bus2、bus3的发电机组;
[0141]
t系统的各个发电机的转动惯量分别为m1、m2、m3;
[0142]
t系统的各个发电机的转子功角分别为:θ1、θ2、θ3;
[0143]
l1、l2、l3分别为连接到t系统的母线bus1、bus2、bus3的恒功率负荷,其有功功率分别为p
l1
、p
l2
、p
l3

[0144]z12
、z
13
、z
23
为t系统的母线bus1、bus2、bus3之间的支路阻抗,各个支路上的有功功率分别为p
12
、p
13
、p
23

[0145]
p
dc1
、p
dc2
、p
dc3
分别为注入母线bus1、bus2、bus3的直流功率,其中,功率的流向可以见图2中箭头标示。
[0146]
t系统可用来统一描述直流送出、直流受入、交直流并联等情况下的交直流电力系统。
[0147]
基于此,t系统的功角稳定分析建模过程可以包括如下几个步骤:
[0148]
步骤1,
[0149]
获取t系统的参数集合,其中,所述t系统的参数集合可以包括如下参数:
[0150]
所述t系统的各条母线的电压;
[0151]
连接到所述t系统的母线的各个发电机的转动惯量;
[0152]
各个发电机的转子功角和连接到所述t系统的母线的各个支路的阻抗;
[0153]
所述t系统的各个发电机的机械功率;
[0154]
连接到所述t系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率;
[0155]
注入连接到所述t系统的母线的各个直流功率。
[0156]
步骤2,
[0157]
依据所述t系统的各条母线的电压、所述t系统的各个发电机的转动惯量、所述t系统的各个发电机的转子功角和连接到所述t系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述t系统
对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型;
[0158]
其中,
[0159]
所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型可以为:
[0160]
θ
eq1t
=θ
1-(aθ2+bθ3)
[0161]
其中,
[0162][0163]
b=1-a
[0164][0165][0166][0167]
其中,
[0168]
θ
eq1t
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角;
[0169]
m1、m2、m3分别可以表示所述t系统的各个发电机的转动惯量;
[0170]
u1、u2、u3分别可以表示所述t系统的各条母线的电压;
[0171]z12
、z
13
、z
23
分别可以表示所述t系统的各个支路的阻抗。
[0172]
步骤3,
[0173]
依据所述t系统的各条母线的电压、所述t系统的各个发电机的转动惯量、所述t系统的各个发电机的转子功角、连接到所述t系统的母线的各个支路的阻抗以及所述t系统的各个发电机的机械功率,,构建所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型;
[0174]
其中,
[0175]
所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型为:
[0176][0177]
其中,
[0178][0179]
b=1-a
[0180][0181]
[0182][0183]
其中,
[0184]
p
mt
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0185]
m1、m2、m3分别可以表示所述t系统的各个发电机的转动惯量;
[0186]
u1、u2、u3分别可以表示所述t系统的各条母线的电压;
[0187]z12
、z
13
、z
23
分别可以表示所述t系统的各个支路的阻抗;
[0188]
p
m1
、p
m2
、p
m3
分别可以表示所述t系统的各个发电机的机械功率。
[0189]
步骤4,
[0190]
可以依据所述t系统的各条母线的电压、所述t系统的各个发电机的转动惯量、所述t系统的各个发电机的转子功角、连接到所述t系统的母线的各个支路的阻抗、连接到所述t系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率以及注入连接到所述t系统的母线的各个直流功率,构建所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型;
[0191]
其中,
[0192]
所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型可以为:
[0193][0194]
其中,
[0195][0196]
b=1-a
[0197][0198][0199][0200]
其中,
[0201]
p
ect
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0202]
m1、m2、m3分别可以表示所述t系统的各个发电机的转动惯量;
[0203]
u1、u2、u3分别可以表示所述t系统的各条母线的电压;
[0204]z12
、z
13
、z
23
分别可以表示所述t系统的各个支路的阻抗;
[0205]
p
l1
、p
l2
、p
l3
分别可以表示连接到所述t系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率;
[0206]
p
dc1
、p
dc2
、p
dc3
分别可以表示注入连接到所述t系统的母线的各个直流功率。
[0207]
步骤5,
[0208]
可以依据所述t系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述t系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型;
[0209]
其中,
[0210]
所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型以为:
[0211][0212]
其中,
[0213][0214]
b=1-a
[0215][0216][0217][0218]
其中,
[0219]
p
evmt
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0220]
m1、m2、m3分别可以表示所述t系统的各个发电机的转动惯量;
[0221]
u1、u2、u3分别可以表示所述t系统的各条母线的电压;
[0222]z12
、z
13
、z
23
分别可以表示所述t系统的各个支路的阻抗。
[0223]
步骤6,
[0224]
可以依据所述等效功角计算模型,确定所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角;
[0225]
可以依据所述等效发电机机械功率计算模型,确定所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0226]
可以依据所述等效机端负荷功率计算模型,确定所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0227]
可以依据所述等效传输电磁功率计算模型,确定所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0228]
可以依据所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角、所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率、所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率以及所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率,构建所述t系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型;
[0229]
其中,
[0230]
所述t系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型可以为:
[0231][0232]
其中,
[0233]mt
表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数,即所述t对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数为对所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角
进行两次求导得到;
[0234]
p
mt
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0235]
p
ect
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0236]
p
evmt
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0237]
θ
eq1t
可以表示所述t系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角。
[0238]
在确定所述t系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型之后,可以进一步依据基于构造的等效单机无穷大系统的转子运动方程,即可根据传统的单机无穷大系统功角稳定分析理论来分析所述t系统的功角稳定问题。
[0239]
下面对本技术实施例提供的电网功角稳定分析建模装置进行描述,下文描述的电网功角稳定分析建模装置与上文描述的电网功角稳定分析建模方法可相互对应参照。
[0240]
参见图3,图3为本技术实施例公开的一种电网功角稳定分析建模装置结构示意图。
[0241]
如图3所示,该电网功角稳定分析建模装置可以包括:
[0242]
参数获取单元101,用于获取目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统的参数;
[0243]
第一构建单元102,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型;
[0244]
第二构建单元103,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型;
[0245]
第三构建单元104,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型;
[0246]
第四构建单元105,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型;
[0247]
第五构建单元106,用于依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。
[0248]
从上述介绍的技术方案可以看出,本技术实施例提供的装置可以针对包含三台及三台以上的发电机组的交直流混合电力系统,以其中任意一台发电机组为参照,构造等效单机无穷大系统的转子运动方程,并提出等效功角、等效发电机机械功率、等效机端负荷功率、等效传输电磁功率的计算方法。本技术实施例提供的装置可考虑直流送出、直流受入、交直流并联等情况,根据机组转动惯量、网架结构、运行状态等信息即可建立准确的等效单机无穷大系统转子运动方程,并依据该方程可分析参考机组的功角稳定特性,亦可有效计算直流输电的影响,计算分析速度快、准确度高。此外,该方法还可以获取多台发电机组的交直流混合电力系统的功角特性曲线,比传统的两机交直流系统的功角特性分析理论更进一步,对复杂的电力系统具有更强的适应性。
[0249]
进一步可选的,所述参数集合包括所述目标电力系统的各条母线的电压、连接到所述目标电力系统的母线的各个发电机的转动惯量、各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,上述第一构建单元102的执行过程,可以包括:
[0250]
依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转
动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型。
[0251]
进一步可选的,所述参数集合还可以包括:所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,所述第二构建单元103的执行过程,可以包括:
[0252]
依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗以及所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型。
[0253]
进一步可选的,所述参数集合还可以包括:连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率、注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率,
[0254]
所述第三构建单元104的执行过程,可以包括:
[0255]
依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗、连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率以及注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型。
[0256]
进一步可选的,所述第四构建单元105的执行过程,可以包括:
[0257]
依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型。
[0258]
进一步可选的,所述第五构建单元106,可以包括:
[0259]
第一计算单元,用于依据所述等效功角计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角;
[0260]
第二计算单元,用于依据所述等效发电机机械功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0261]
第三计算单元,用于依据所述等效机端负荷功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0262]
第四计算单元,用于依据所述等效传输电磁功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0263]
第五计算单元,用于依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率以及所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型;
[0264]
其中,
[0265]
所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型为:
[0266]
[0267]
其中,
[0268]
m表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数,即所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数为对所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角进行两次求导得到;
[0269]
pm可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;
[0270]
p
ec
可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;
[0271]
p
evm
可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;
[0272]
θ
eq1
可以表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角。
[0273]
进一步可选的,该装置还可以包括:
[0274]
分析单元,用于利用所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型,分析所述目标电力系统的功角稳定特性。
[0275]
其中,上述电网功角稳定分析建模装置所包含的各个单元的具体处理流程,可以参照前文电网功角稳定分析建模方法部分相关介绍,此处不再赘述。
[0276]
本技术实施例提供的电网功角稳定分析建模装置可应用于电网功角稳定分析建模设备,如终端:手机、电脑等。可选的,图4示出了电网功角稳定分析建模设备的硬件结构框图,参照图4,电网功角稳定分析建模设备的硬件结构可以包括:至少一个处理器1,至少一个通信接口2,至少一个存储器3和至少一个通信总线4。
[0277]
在本技术实施例中,处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个,且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信。
[0278]
处理器1可能是一个中央处理器cpu,或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit),或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路等;
[0279]
存储器3可能包含高速ram存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)等,例如至少一个磁盘存储器;
[0280]
其中,存储器存储有程序,处理器可调用存储器存储的程序,所述程序用于:实现前述终端电网功角稳定分析建模方案中的各个处理流程。
[0281]
本技术实施例还提供一种可读存储介质,该存储介质可存储有适于处理器执行的程序,所述程序用于:实现前述终端在电网功角稳定分析建模方案中的各个处理流程。
[0282]
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0283]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0284]
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。各个实施例之间可以相互组合。因此,本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征:


1.一种电网功角稳定分析建模方法,其特征在于,包括:获取目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统的参数;依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型;依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型;依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型;依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型;依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述参数集合包括所述目标电力系统的各条母线的电压、连接到所述目标电力系统的母线的各个发电机的转动惯量、各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型,包括:依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述参数集合还包括:所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型,包括:依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗以及所述目标电力系统的各个发电机的机械功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述参数集合还包括:连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率、注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型,包括:依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗、连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率以及注入连接到所述目标电力系统的母线的各个直流功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型,包括:依据所述目标电力系统的各条母线的电压、所述目标电力系统的各个发电机的转动惯量、所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个支路的阻抗,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型,包括:依据所述等效功角计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角;依据所述等效发电机机械功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;依据所述等效机端负荷功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;依据所述等效传输电磁功率计算模型,确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率、所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率以及所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型;其中,所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型为:其中,m表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数,即所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数为对所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角进行两次求导得到;p
m
表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率;p
ec
表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率;p
evm
表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率;θ
eq1
表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法还包括:利用所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型,分析所述目标电力系统的功角稳定特性。8.一种电网功角稳定分析建模装置,其特征在于,包括:参数获取单元,用于获取目标电力系统的参数集合,其中,所述参数集合包括至少一个
所述目标电力系统的参数;第一构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型;第二构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功率计算模型;第三构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率计算模型;第四构建单元,用于依据所述目标电力系统的参数集合,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型;第五构建单元,用于依据所述等效功角计算模型、所述等效发电机机械功率计算模型、所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传输电磁功率计算模型,构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型。9.一种电网功角稳定分析建模设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器,以及存储器;所述存储器中存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时,实现如权利要求1至7中任一项所述电网功角稳定分析建模方法的步骤。10.一种可读存储介质,其特征在于:所述可读存储介质中存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器实现如权利要求1至7中任一项所述电网功角稳定分析建模方法的步骤。

技术总结


本申请提供一种电网功角稳定分析建模方法、装置、设备及可读存储介质,可以针对包含三台及以上的发电机组的交直流混合电力系统,以其中任意一台发电机组为参照,构造等效单机无穷大系统的转子运动方程,并提出等效功角、等效发电机机械功率、等效机端负荷功率、等效传输电磁功率的计算方法。可考虑直流送出和受入、交直流并联等情况,根据机组转动惯量、运行状态等信息,建立等效单机无穷大系统转子运动方程,并依据该方程分析参考机组的功角稳定特性,亦可有效计算直流输电的影响,计算分析速度快、准确度高。此外,该方法还可获取交直流混合电力系统的功角特性曲线,比传统功角特性分析理论更进一步,对复杂的电力系统具有更强的适应性。适应性。适应性。


技术研发人员:

张帆 汪际峰 苏寅生 孙鹏伟 李俊杰 李诗旸 翟鹤峰 袁豪 付超

受保护的技术使用者:

中国南方电网有限责任公司

技术研发日:

2022.10.21

技术公布日:

2022/12/30

本文发布于:2024-09-20 17:19:49,感谢您对本站的认可!

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