一种多馈入交直流电网动态等值的方法技术

本发明专利技术涉及一种多馈入交直流电网动态等值的方法，以直流落点与待等值节点间的电气距离为原则，综合考虑等值误差和仿真效率，提出了针对不同情况的工程实用的等值方法，将交流系统分别等值为负荷以及等值为发电机加负荷模型。并提出了量化的评价指标。通过对等值前后电网进行静态潮流和动态稳定校核，等值后电网与原网络潮流结果基本一致，且保留了原系统主要动态特性，证明了所采用的等值原则与方法具有较高的精度及工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电网动态技术，特别涉及一种多馈入交直流电网动态等值的原则和方法。
技术介绍
随着西电东送和全国联网的全面实施，我国将会有越来越多的直流输电工程投入运行，以华东电网为例，2012年华东电网将通过1回士800 kV特高压直流和5回士500 kV 超高压直流从华中电网受入电力。6回直流在华东电网的落点均位于苏南和上海负荷中心， 各逆变站彼此间的电气距离很近，交流系统发生故障时可能会引起多个换流站同时发生换相失败，而直流输电线路发生故障时，交流系统也可能失去稳定，因此研究多直流落点系统在大扰动下的稳定性问题，对于我国电网的健康发展，具有十分重要的意义。要模拟直流系统故障对暂态稳定的影响及交直流系统间的相互作用应采用电磁暂态仿真，电力系统电磁暂态仿真软件常见的有EMTP、PSCAD / EMTDC，以及专门用于实时研究电力系统的数字仿真系统RTDS等。由于电磁暂态仿真不仅要求对电力系统动态元件采用详细的非线性模型，还要计及网络暂态过程，需采用微分方程描述，使得电磁暂态仿真程序的仿真规模受到了限制，因此计算前一般要对与直流相连的交流系统网络进行简化等值。目前的等值方法有模态等值、同调等值及估计等值，但这些方法存在计算过程复杂，等值前后误差较大，不能精确反映被等值系统动态特性等问题，距离工程实用还有一定的距1 O
技术实现思路
本专利技术是针对现在电网系统动态特性仿真复杂困难的问题，提出了，工程实用化等值方法，针对交直流混联大电网保留交流电网 500kV节点，对220kV及以下的低电压等级网络进行等值，从而得到能够反映原电网动态特性的简化电网进行电磁暂态仿真。本专利技术的技术方案为，包括如下具体步骤1)判断等值模型以故障后母线的残压大小作为衡量电气距离的指标，依据距离直流落点的远近采用不同的等值方案A:对于直流落点附近的220kV电网，表示为发电机和负荷的组合； B:对于其它远离直流的220kV电网等值为负荷，初步确定区域划分。C:根据工程经验，节点残压以0. 7pu为临界点，低于0. 7pu为近区节点，高于 0.7pu为远区节点，不同的系统根据具体情况该临界点有所微调士0.05pu，对于远区节点， 当220kV及以下网络中发电机容量比重较大时，若将其全部忽略，即全部等值为负荷，等值效果不甚理想，并不能准确反映原网络的动态特性，提出另一条修正原则；D:修正原则对于远区节点，当等值区域内直接连入500kV系统机组的容量、动能(即转动惯量)比重较小(小于70%)时，需要在500kV网络上近似加等值机，保证等值前后系统内机组的总容量、总动能不变；2)定量误差评价，判断等值模型后进行误差评价首先进行静态潮流评价对比等值前后保留线路的有功功率以及母线电压，评价指标为等值前后绝对值相对误差在5%，权利要求1. ，其特征在于，包括如下具体步骤1)判断等值模型以故障后母线的残压大小作为衡量电气距离的指标，依据距离直流落点的远近采用不同的等值方案A:对于直流落点附近的220kV电网，表示为发电机和负荷的组合； B:对于其它远离直流的220kV电网等值为负荷，初步确定区域划分； C:根据工程经验，节点残压以0. 7pu为临界点，低于0. 7pu为近区节点，高于0. 7pu为远区节点，不同的系统根据具体情况该临界点有所微调士0.05pu，对于远区节点，当220kV 及以下网络中发电机容量比重较大时，若将其全部忽略，即全部等值为负荷，等值效果不甚理想，并不能准确反映原网络的动态特性，提出另一条修正原则；D:修正原则对于远区节点，当等值区域内直接连入500kV系统机组的容量、动能(即转动惯量)比重较小(小于70%)时，需要在500kV网络上近似加等值机，保证等值前后系统内机组的总容量、总动能不变；2)定量误差评价，判断等值模型后进行误差评价首先进行静态潮流评价对比等值前后保留线路的有功功率以及母线电压，评价指标为等值前后绝对值相对误差在5%, Δ = h-yd < 5% ,式中为等值前线路的有功功率、母线电压，rwl%6为等值后线路的有功功率、母线电压；再进行动态潮流评价，使用相对均方根误差分析法，即用等值前后动态曲线各点绝对误差的均方根与等值前曲线各点的均方根相比，从总体上反映了等值后系统的平均偏差， 比极值误差分析等常规指标更能反映整体的拟合程度，根据动态等值的工程经验，设定相对均方根误差指标设定为10%，公式如下式中N表示动态曲线采样点数，Zw为等值前动态曲线第i个点的采样值、力等值后动态曲线第i个点的采样值；3)如设定模型符合步骤2)的定量误差评价则采用模型，如不符合，按步骤1)中的修正原则修订后再进行步骤2)的定量误差评价，直到满足误差评定，方可定为最终模型。2.根据权利要求1所述多馈入交直流电网动态等值的方法，其特征在于，所述设定等值模型为负荷的具体步骤1)对原网络进行潮流计算，将该500kV节点所接多台变压器参数按并联方式聚合为一台等值变压器，统计该节点下所有变压器220kV侧下送功率，累加后作为总负荷接于等值变压器220kV侧，如有第三绕组，统计第三绕组侧无功补偿情况，累加后接于等值变压器第三绕组侧；2)对等值后进行潮流计算，优化调整220kV侧等值负荷功率值，保证等值前后系统潮流基本一致；3)对等值后系统进行时域仿真，对比等值前后相应的动态仿真曲线，计算评价指标，如满足定量误差评价要求，采用此模型；如若不能满足要求，则进行进一步分析，统计区域内直接连入500kV系统机组的容量、动能比重，如果比重较小(小于70%)，则考虑在500kV网络上近似加等值机来修正负荷模型，直至满足评价指标。3.根据权利要求1所述多馈入交直流电网动态等值的方法，其特征在于，所述设定等值模型为发电机加负荷模型的具体步骤1)发电机容量及等值负荷容量的确定对原网络进行潮流计算，将该500kV变电站内接于同一母线的多台变压器参数按并联方式聚合为一台等值变压器，统计该母线所有变压器220kV侧下送功率，记为Bz +JQz ；如有第三绕组，统计第三绕组侧无功补偿情况，累加后接于等值变压器第三绕组侧，统计接入220kV分区中运行的发电机总容量，与500kV电网直接相连的发电机，不统计在内，累加后得到等值发电机容量，记+ ；计算等值负荷功率为Pi +M = ( + )+Xfi2 +β&)，对等值后系统进行潮流计算，微调220kV侧等值负载，满足等值前后系统潮流基本一致；2)等值发电机及其升压变压器参数的确定等值发电机的次暂态电抗采用聚合的方式获得全文摘要本专利技术涉及，以直流落点与待等值节点间的电气距离为原则，综合考虑等值误差和仿真效率，提出了针对不同情况的工程实用的等值方法，将交流系统分别等值为负荷以及等值为发电机加负荷模型。并提出了量化的评价指标。通过对等值前后电网进行静态潮流和动态稳定校核，等值后电网与原网络潮流结果基本一致，且保留了原系统主要动态特性，证明了所采用的等值原则与方法具有较高的精度及工程实用价值。文档编号G06F19/00GK102403716SQ20111033216公开日2012年4月4日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日专利技术者崔勇, 戈睛天, 曹炜, 杨增辉, 杨秀, 王瑞霄,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀，王瑞霄，顾丹珍，戈睛天，崔勇，杨增辉，曹炜，
申请(专利权)人：上海电力学院，华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：