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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源电力系统,具体涉及一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法。
技术介绍
1、近年来,可再生能源在电力系统中的渗透率大大提高。与传统电力系统相比,可再生能源渗透率高的电力系统更容易发生停电。2021年1月8日和7月24日,欧洲电网先后发生两次故障,造成区域分离,进而产生大量的能量频率波动,造成大规模减载。2023年1月23日,巴基斯坦电网出现持续震荡,导致南北电网分离,最终导致全国大停电。统计数据表明,2011年至2023年期间,全球发生了40多次停电。因此,电网停电的原因和过程是值得研究的。
2、传统的级联停电研究方法可分为基于潮流的研究和基于电网拓扑的研究两大类。基于潮流的方法通常是对整个系统建模,确定各负荷和发电机,计算系统潮流,然后根据潮流结果选择停电策略,确定下一个级联步骤。基于电网拓扑的方法通常将电网抽象为拓扑模型,其中发电机和变电站抽象为点,输电线路和变压器抽象为边。然后在拓扑学的基础上进行了研究。在上述模型中,基于潮流的方法考虑到其效率、简单性和可扩展性,通常采用直流潮流进行模拟。然而,仿真过程中会遇到需求有功超过系统功率传输极限的情况,为了解决该问题,本专利开发一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是:提出一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,以解决上述因连锁故障中系统拓扑改变而导致的直流潮流计算结果错误的问题;本专利技术通过在传统的opa模型的潮流计算与连锁故障
2、本专利技术采用如下技术方案:
3、一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:所述方法具体包括:
4、步骤1、设置初始故障集f,系统的节点负荷l、发电机容量g以及线路容量b;
5、步骤2、寻找系统中存在的孤岛,即按拓扑连接来划分出子系统;
6、步骤3、对子系统分别计算潮流,并记录各支路上流过的有功功率大小;
7、步骤4、判断线路上的有功是否超出系统的传输极限;如果超过就调整发电机的出力来保证系统在交流层面可行,并回到步骤3;否则继续步骤5;
8、步骤5、结合潮流计算结果与线路容量设置b,计算每个线路的过热型过载概率;
9、步骤6、判断是否所有子系统都完成上述操作,若是则继续步骤7;否则回到步骤3;
10、步骤7、连锁故障下一级故障事件的触发,选择满足连锁故障条件的线路过载过热型概率最大的线路作为目标事件;
11、步骤8、判断是否有新的连锁故障事件,若无则结束整个流程;否则更新系统的拓扑并回到步骤2。
12、计算潮流的方法包括:假设支路电抗大于支路电路,支路两端电压相角差很小,忽略对地支路,得到潮流公式如下:
13、p=bθ
14、式中,p=[p1,p2,…,pn]t,θ=[θ1,θ2,…,θn]t,b矩阵是一个n*n的导纳矩阵,其中元素表达如下:
15、
16、使用最优潮流模型min∑i∈g cipi+∑j∈d wj(pj-pdj),以调整发电所需成本最低为目标进行。
17、以调整发电机发电量或负荷量成本最小为目标,把系统的传输极限转化为潮流约束,整个问题表现为优化模型,如下:
18、
19、
20、pdj≤pj≤0,j∈d
21、
22、
23、
24、式中,pi和pj是节点注入有功,ci是发电机i的单位发电成本,pdj是节点的负荷有功需求,wj是切负荷的单位损耗,和是发电机i的输出上下限,是支路l的有功传输极限,f是支路潮流,支路母线的导纳矩阵,不含平衡母线的导纳矩阵。
25、所述方法包括:在传统的opa模型的潮流计算与连锁故障发展路径选择之间添加一个判断直流潮流结果是否超过系统传输极限的步骤来保证连锁故障计算结果在交流系统中的可行性。
26、所述方法通过向传统的opa模型中加入检测系统功率传输极限实现在进行级联仿真时有效的直流潮流的同时发现故障对系统整体的功率传输的影响。
27、本专利技术有益效果:
28、传统的分析电力系统连锁故障的opa模型采用直流潮流,会遇到系统拓扑改变导致的系统需求的功率超过平衡机的功率传输极限的问题;而直流潮流模型的假设导致opa模型会无视该问题而继续计算,最终得出错误的连锁故障路径。本专利技术基于功率传输极限的计算,提出一套用于判断系统中的平衡机能否提供足够的功率的指标,基于该指标改进传统opa模型的流程,倘若计算过程中该指标不满足则启动调节各发电机发电量的流程来保证系统功率传输在交流潮流层面的可行性。
29、本专利技术通过向传统的opa模型中加入检测系统功率传输极限的方法实现在进行级联仿真时保留简单有效的直流潮流的同时发现故障对系统整体的功率传输的影响。
30、解决了因连锁故障中系统拓扑改变而导致的直流潮流计算结果错误的问题。
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1.一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:所述方法具体包括:
2.根据权利权利要求1所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:计算潮流的方法包括:假设支路电抗大于支路电路,支路两端电压相角差很小,忽略对地支路,得到潮流公式如下:
3.根据权利权利要求1所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:调整发电机的出力的方法为:使用最优潮流模型min∑i∈Gcipi+∑j∈DWj(pj-Pdj),以调整发电所需成本最低为目标进行。
4.根据权利权利要求3所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:以调整发电机发电量或负荷量成本最小为目标,把系统的传输极限转化为潮流约束,整个问题表现为优化模型,如下:
5.根据权利权利要求1所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:所述方法包括:在传统的OPA模型的潮流计算与连锁故障发展路径选择之间添加一个判断直流潮流结果是否超过系统传输极限的步骤来保证连锁故障计算结果在交流系统中的可行性。
>6.根据权利权利要求1所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:所述方法通过向传统的OPA模型中加入检测系统功率传输极限实现在进行级联仿真时有效的直流潮流的同时发现故障对系统整体的功率传输的影响。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:所述方法具体包括:
2.根据权利权利要求1所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:计算潮流的方法包括:假设支路电抗大于支路电路,支路两端电压相角差很小,忽略对地支路,得到潮流公式如下:
3.根据权利权利要求1所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特征在于:调整发电机的出力的方法为:使用最优潮流模型min∑i∈gcipi+∑j∈dwj(pj-pdj),以调整发电所需成本最低为目标进行。
4.根据权利权利要求3所述的一种考虑系统传输极限的直流潮流连锁故障仿真方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘明顺,王国松,马覃峰,朱益华,常东旭,朱灵子,卢翊奔,姜业基,王海洋,蒲清昕,杨松浩,郝治国,贺先强,王寅,范翔,陈锐,曹杰,张丹,吴应双,安甦,赵武智,代江,
申请(专利权)人:贵州电网有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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