【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統暫態功角穩定，尤其涉及一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法及系統。
技術介紹
1、電力系統暫態穩定傳輸功率極限是評估電網安全穩定水平的重要依據，可以為電力系統預防控制和調度運行提供可靠的信息。暫態穩定傳輸功率極限包括切除時間極限值、能量極限值以及斷面功率極限值。在電力系統暫態穩定分析和安全控制分析中，通常需要計算這一臨界參數，但是由于故障臨界切除時間和能量極限值對于調度員來說是難以駕馭的，而斷面的功率卻是可以通過運行方式的安排控制在極限值以內的，因此斷面的功率極限值是安排電力系統運行方式，把握系統暫態穩定能力的一個重要依據。目前求取聯絡線暫態穩定傳輸功率極限的方法主要有時域仿真法和直接法，但兩者不能兼顧計算精度和計算效率。為了提高實際工程應用中暫穩極限的計算效率，結合事故后靜穩極限和暫態穩定傳輸功率極限之間的功率供給關系，可以引入故障期間的暫態功率沖擊量估算暫穩極限。
2、本專利技術以火電送出系統為研究對象，考慮事故后靜穩極限以及故障期間發電機功角振蕩頻率，推導了故障期間功角首擺的暫態功率沖擊量公式，進一步建立了考慮事故后靜穩極限和暫態功率沖擊量的暫穩極限估算公式。對比了不同初始功率方式下的暫穩極限，結果驗證了所提出暫穩極限估算公式的適應性。
技術實現思路
1、鑒于上述現有技術中存在的問題，提出了本專利技術。
2、因此，本專利技術提供了一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，能夠解決傳統的電力系統穩定性分析中計算效率低和準確性與效
3、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案，一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，包括：給定模型參數，建立火電送出模型；通過發電機支路末端功率和線路送端節點電壓，計算發電機內電勢和功角；基于發電機轉子運動方程，計算故障后的機組振蕩頻率；計算故障發生后聯絡線功率波動的峰值，結合故障后靜穩極限和暫態功率沖擊量，建立暫態穩定極限的估算公式。
4、作為本專利技術所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法的一種優選方案，其中：所述建立火電送出模型包括火電機建模和輸電系統建模；
5、所述火電機建模包括設置發電機端電壓、功率、發電機暫態電抗和輸電設備電抗參數；
6、所述輸電設備包括變壓器和輸電線路；
7、所述輸電系統建模包括輸電線路、變壓器、節點和母線的建模。
8、作為本專利技術所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法的一種優選方案，其中：所述計算發電機內電勢和功角包括根據發電機支路末端功率及線路送端節點電壓，求出發電機內電勢和功角，公式表示為，
9、δg＝arcsin(pe*xσ/e′qug)
10、
11、其中，δg為發電機端電壓角度，arcsin(·)為反正弦函數，pe為發電機端電磁功率，xσ為發電機到系統之間的變壓器、線路等值電抗，e'q為發電機內電勢，ug為發電機端電壓，為發電機端無功功率，es為系統側電壓，cos(·)為余弦函數，δug為電壓縱分量，δug為電壓橫分量，xd為發電機直軸同步電抗，δq為發電機功角，x’d為發電機暫態電抗。
12、作為本專利技術所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法的一種優選方案，其中：所述發電機轉子運動方程公式表示為，
13、
14、其中，f為機組振蕩頻率，ω0為額定轉速，tj為發電機慣性時間常數，為在功角δ0下電磁功率對功角的導數。
15、作為本專利技術所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法的一種優選方案，其中：所述計算故障后的機組振蕩頻率包括基于發電機轉子運動方程，計算聯絡線故障后的機組振蕩頻率，公式表示為，
16、
17、其中，ks為同步轉矩系數。
18、作為本專利技術所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法的一種優選方案，其中：所述計算故障發生后聯絡線功率波動的峰值包括根據二階線性系統方波相應，暫態功率沖擊量公式表示為，
19、dp＝δp·τ·2πf
20、其中，dp為暫態功率沖擊量，τ為功率損失的等效時間，δp為故障后的功率波動峰值。
21、作為本專利技術所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法的一種優選方案，其中：所述建立暫態穩定極限的估算公式包括結合故障后靜穩極限和暫態功率沖擊量，建立暫態穩定極限估算公式，
22、
23、其中，pmax為故障后靜穩極限，xσ2為故障后輸電線路和變壓器等值電抗之和，pst為故障后的暫態穩定極限。
24、本專利技術的另外一個目的是提供一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算系統，改善傳統電力系統穩定性分析的缺陷，特別是提高單機無窮大系統在面臨電網故障時的暫態穩定極限估算的效率和準確性。在常規方法中，處理復雜動態和大量數據需要較長時間，這對于需要快速反應的電力系統運維是一個明顯短板。本專利技術引入了一種快速估算方法，使得電力系統工程師可以在短時間內獲得關鍵的系統穩定性指標，這對于及時調整電網操作和預防潛在的大規模故障至關重要。本專利技術利用優化的數學模型和算法，簡化了計算過程，從而使得在不犧牲精度的情況下顯著提高了計算速度，能夠應對電力系統在實時環境中的應用需求。
25、作為本專利技術所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算系統的一種優選方案，其中：包括模型建立模塊、電勢和功角計算模塊、振蕩頻率計算模塊和穩定極限估算模塊；
26、所述模型建立模塊，建立火電送出模型，包括火電機建模、輸電系統建模和系統側建模；
27、所述電勢和功角計算模塊，通過發電機支路末端功率和線路送端節點電壓，計算發電機內部電勢和功角，為穩定性分析提供關鍵數據；
28、所述振蕩頻率計算模塊，基于發電機轉子運動方程，計算故障后的機組振蕩頻率，分析系統的響應速度和穩定性；
29、所述穩定極限估算模塊，結合故障后靜穩極限和計算得到的暫態功率沖擊量，推導出系統在特定故障后能達到的最大穩定功率級別的估算公式。
30、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法中任一項所述的方法的步驟。
31、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法中任一項所述的方法的步驟。
32、本專利技術的有益效果：本專利技術的方法通過減少計算所需時間，使得系統操作員能夠在故障發生后迅速作出反應，從而增強了電網的可靠性和安全性。本專利技術的方法通過精確計算暫態功率沖擊量和暫態穩定極限，提供了更為準確的數據支持，幫助工程師更好地評估電網的穩定狀況和潛在風險。快速估算方法還支持電網在面臨不同運行條件和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述建立火電送出模型包括火電機建模和輸電系統建模；
3.如權利要求2所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述計算發電機內電勢和功角包括根據發電機支路末端功率及線路送端節點電壓，求出發電機內電勢和功角，公式表示為，
4.如權利要求3所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述發電機轉子運動方程公式表示為，
5.如權利要求4所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述計算故障后的機組振蕩頻率包括基于發電機轉子運動方程，計算聯絡線故障后的機組振蕩頻率，公式表示為，
6.如權利要求5所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述計算故障發生后聯絡線功率波動的峰值包括根據二階線性系統方波相應，暫態功率沖擊量公式表示為，
7.如權利要求6所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述
8.一種基于權利要求1-7任一所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法的系統，其特征在于：包括模型建立模塊、電勢和功角計算模塊、振蕩頻率計算模塊和穩定極限估算模塊；
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述建立火電送出模型包括火電機建模和輸電系統建模；
3.如權利要求2所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述計算發電機內電勢和功角包括根據發電機支路末端功率及線路送端節點電壓，求出發電機內電勢和功角，公式表示為，
4.如權利要求3所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述發電機轉子運動方程公式表示為，
5.如權利要求4所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特征在于：所述計算故障后的機組振蕩頻率包括基于發電機轉子運動方程，計算聯絡線故障后的機組振蕩頻率，公式表示為，
6.如權利要求5所述的一種暫態功率沖擊量與暫態穩定極限估算方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張文朝，董雪情，李杏，張婷，張野，宮澳，李智，黃明輝，李劍鋒，
申請(專利權)人：北京科東電力控制系統有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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