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专利号: 2014104603402
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种与电力系统暂态稳定最优校正控制系统相适应的控制方法,其特征在于,所述的电力系统暂态稳定最优校正控制系统,包括数据采集模块、计算执行模块、数据解析模块和校正执行模块;数据采集模块,用于获得当前运行方式下BPA潮流格式原始数据报表及BPA暂态稳定格式原始数据报表;计算执行模块,用于采用BPA潮流计算程序和BPA暂态稳定计算程序对BPA潮流文件原始数据报表和BPA暂态稳定原始数据报表进行计算;数据解析模块,利用自定义数据接口模块解析BPA潮流格式原始数据报表和BPA暂态稳定格式原始数据报表;校正执行模块,采用现代内点算法对原始数据报表进行优化和校正;

所述的控制方法包括以下步骤:

步骤一,给出运行方式下的BPA潮流格式原始数据报表和BPA暂态稳定格式原始数据报表;

步骤二,采用BPA电力系统计算分析软件对BPA潮流格式原始数据报表中的数据进行BPA潮流计算;

步骤三,设置故障线路、故障发生时刻及故障切除时刻,采用BPA电力系统计算分析软件对BPA暂态稳定原始数据报表中的数据进行BPA暂态稳定计算;

步骤四,通过发电机转子相对摇摆角极限判断BPA暂态稳定计算是否失稳;当稳定域不足时,系统失稳,则启动暂态稳定约束最优潮流校正计算程序;

步骤五,利用自定义数据接口模块解析包含有被评估电力系统的网络结构、运行数据的BPA潮流格式原始数据报表和BPA暂态稳定格式原始数据报表;在对包含有被评估电力系统的网络结构和运行数据进行BPA网络节点解析的同时,也对包含有被评估电力系统的网络结构和运行数据进行BPA网络节点等值的处理;

步骤六,启动暂态稳定约束最优潮流校正计算程序,对被评估电力系统的控制变量或约束条件进行校正设置,采用最优潮流模型及算法对矫正设置后的被评估电力系统进行分析和求解,其中,控制变量包括发电机有功功率、发电机无功功率和PV节点电压,约束条件包括联络线路约束和节点电压约束、系统潮流约束、以及电机转子相对摇摆角极限约束;

步骤七,将矫正设置后的数据回写至BPA潮流格式原始数据报表;当BPA暂态稳定计算不稳定时,则采用含暂态稳定约束的最优潮流模型对原始数据报表进行校正,将矫正设置后的数据回写至BPA潮流格式原始数据报表;

步骤八,输出使计算收敛时的BPA潮流格式优化数据报表和BPA暂态稳定格式优化数据报表;

步骤九,用BPA潮流格式优化数据报表中的数据去覆盖BPA潮流格式原始数据报表中的数据,即可保证被评估电力系统处于暂态安全稳定运行方式中,该暂态安全稳定运行方式即为被评估电力系统的暂态安全稳定运行极限;

所述的最优潮流模型包括:

(一)目标函数:取发电机有功出力修正量最小为目标函数;

其中,PG1i为当前的发电机i有功功率,PGi为调整后发电机i的有功功率;

(二)等式约束条件:

1)节点注入潮流平衡方程:

其中,n为节点数;PDi为负荷i的有功功率;QRi为无功电源i的无功功率;QDi为负荷为的无功功率;ei,fi为节点i的电压实部和虚部;ej,fj为节点j的电压幅值和相角;Gij,Bij为支路ij的节点导纳实部和虚部;Sn为系统节点集合;

2)发电机转子运动方程:

利用隐式梯形积分法将转子运动方程差分化,得在预想故障下的转子方程:其中, k为预想故障数;t为时间段;ωN

为同步转速;Δt为数值积分步长;Di为发电机i阻尼系数; 为故障切除后各时段发电机i的转角; 为故障切除后各时段发电机i的速度; 为故障切除后各时段发电机i电磁功率;

Ei为发电机i的电势幅值;Ej为发电机j的电势幅值;Gij为故障后仅含发电机节点的既约导纳阵实部;Bij为故障后仅含发电机节点的既约导纳阵虚部;St为时间段集合;

3)发电机初值方程:

稳态运行时,发电机电势满足公式:

即:

其中,Ei为发电机i的电势幅值;QGi为发电机i的无功功率;X′d为发电机暂态电抗;ei和fi为发电机i的端电压实部和虚部; 为初始状态下发电机i的角度;

(三)不等式约束条件:

1)运行约束:

其中, 为发电机i的有功功率上限;PGi为发电机i的有功功率下限; 为无功电源i的无功功率上限;QRi为无功电源i的无功功率下限;为节点i的电压上限;Vi为节点i的电压下限;SR为无功电源集合;Sn为系统节点集合;

2)暂态稳定约束:

取系统的惯性中心COI作为参考,则各发电机转子相对摇摆角极限为:其中, 为初始状态下发电机惯性中心角

度; 为预想故障切除后各时段的惯性中心角度;Mj为第j台发电机惯性时间常数;δ为发电机转子角度下限;为发电机转子角度上限。