一種基于響應的電力系統(tǒng)代表運行故障方式篩選方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于響應的電力系統(tǒng)代表運行故障方式篩選方法，其特點是，包括以下內容：計算不同運行方式下，由發(fā)電機組脫網引起大規(guī)模有功缺額的系統(tǒng)故障數；將不同故障下所對應的參數代入多機頻率響應模型中；對模型仿真時間進行估算；故篩選代表運行故障方式，對頻率響應集合進行聚類分析，以距離子聚類質心最近的原則篩選出系統(tǒng)的代表運行故障方式。能夠彌補傳統(tǒng)低頻減載整定過程中計及運行故障方式少的不足，有效的提高了低頻減載方案對各種工況的適應性，具有較高的實際應用價值。
【專利說明】一種基于響應的電力系統(tǒng)代表運行故障方式篩選方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明是一種基于響應的電力系統(tǒng)代表運行故障方式篩選方法，應用于電力系統(tǒng)低頻減載方案的整定，預想事故分析及動態(tài)頻率分析。

【背景技術】
[0002]當電力系統(tǒng)處在不同的運行方式下，其旋轉備用容量、負荷的頻率調節(jié)系數、等值機組的慣性時間常數、調差系數等均不相同；相同運行方式下系統(tǒng)遭受不同的故障形式，所造成的有功功率缺額也不相同。以上兩點導致按照系統(tǒng)最嚴重故障形式整定出的低頻減載方案，難以較好的適應系統(tǒng)不同工況及各種故障形式，如果低頻減載的整定過程詳細考慮各種工況及故障方式，勢必造成參數難以整定和計算量大的情況，因此，合理選擇不同運行方式下的故障場景，對低頻減載的整定和對故障的適應性具有重要的意義。
[0003]電力系統(tǒng)的運行方式及故障形式，直接影響系統(tǒng)的頻率響應特性，進而影響低頻減載方案的整定。系統(tǒng)代表運行故障方式，顧名思義，就是具有代表性的幾類運行方式下的故障形式。將其應用于低頻減載的整定中，代替原有的最嚴重故障形式下的整定，將大大提高低頻減載方案的適應性，避免其運行中造成負荷的過切或者欠切，增強電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和經濟性。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種基于響應的電力系統(tǒng)代表運行故障方式篩選方法，它是在電力系統(tǒng)頻率響應模型輸出聚類分析的基礎上，考慮系統(tǒng)不同運行方式下，不同機組組合脫網造成的功率缺額情況，彌補了傳統(tǒng)低頻減載整定過程中計及運行故障方式少的不足，有效的提高了低頻減載方案對各種工況的適應性，具有較高的實際應用價值。
[0005]本發(fā)明的目的是由以下技術方案來實現的:
[0006]—種基于響應的電力系統(tǒng)代表運行故障方式篩選方法，其特征是，它包括以下內容:
[0007]I)計算不同運行方式下，由發(fā)電機組脫網引起大規(guī)模有功缺額的系統(tǒng)故障數為
[0008]

【權利要求】
1.一種基于響應的電力系統(tǒng)代表運行故障方式篩選方法，其特征是，它包括以下內容: 1)計算不同運行方式下，由發(fā)電機組脫網引起大規(guī)模有功缺額的系統(tǒng)故障數，其計算式為
其中:N為k個運行方式下，系統(tǒng)總的故障數， C為排列組合算子， i為脫網機組數， nl，n2……nk為運行方式1，2……k下的在線發(fā)電機個數， j為該次運行方式下脫網機組上限，j取值應小于在線發(fā)電機個數； 2)將不同故障下所對應的參數代入多機頻率響應模型中，模型中各參數為
其中:H為系統(tǒng)慣量中心的慣性時間常數， i為在線發(fā)電機組個數， η為在線發(fā)電機組總數， Hi為系統(tǒng)中第i臺機組的慣性時間常數， Mbasai為第i臺機組的額定容量， Sbase為系統(tǒng)的基準容量， T1為折算后的調差系數， Ri為系統(tǒng)中第i臺機組的調差系數； 模型中的Pd由脫網發(fā)電機的脫網前出力確定，Λ ω為系統(tǒng)慣量中心角頻率偏差值，D為發(fā)電機的阻尼常數，限幅環(huán)節(jié)ΛΡ_、APmin由系統(tǒng)旋轉備用容量確定，an、a21、bn、b2i為第i臺機組的調速系統(tǒng)系數，由各在線機組的調速系統(tǒng)模型確定，負荷模型僅考慮負荷的有功-頻率調節(jié)特性 Pl = P0(l+KLAf) (5) 式中為負荷實際的有功功率， Δ f為系統(tǒng)頻率偏差， P0為負荷的額定有功功率， I為負荷的頻率調節(jié)系數； 3)模型仿真時間的估算，低頻減載作用的范圍是在動態(tài)頻率的暫態(tài)最低點時間tfmin2前，故篩選代表運行故障方式時，頻率響應模型的仿真時間應為各種工況下暫態(tài)最低點時間的最大值tSim = max (tfmin,) i = 1，...，m (6) 其中:tfminS動態(tài)頻率暫態(tài)最低點時間， i為系統(tǒng)運行故障方式個數， m為系統(tǒng)運行故障方式總數， tsim為模型的仿真時間； 當僅考慮一臺發(fā)電機作用，則頻率響應模型的傳遞函數為
— 二階系統(tǒng)的自然振蕩頻率和阻尼比為
其中:Pd為脫網發(fā)電機的出力 Δ ω為系統(tǒng)慣量中 心角頻率偏差值， ωη為二階系統(tǒng)自然振蕩頻率， I為二階系統(tǒng)的阻尼比， s為拉普拉斯變換算子， B1為調速系統(tǒng)的時間常數， A為發(fā)電機組I的調差系數， D為發(fā)電機的阻尼常數， H為系統(tǒng)慣量中心的慣性時間常數； 簡化的二階系統(tǒng)的阻尼振蕩頻率為
其中:4為系統(tǒng)的阻尼振湯頻率； B1為調速系統(tǒng)的時間常數， A為發(fā)電機組I的調差系數， ωη為二階系統(tǒng)自然振蕩頻率， I為二階系統(tǒng)的阻尼比， 對于正弦阻尼震蕩，其第一擺暫態(tài)最低點時間近似為振蕩周期的四分之一
其中:k為所留裕度，通常取值為1-1.5， tfDlin為動態(tài)頻率暫態(tài)最低點時間； fr為系統(tǒng)的阻尼振湯頻率； 4)系統(tǒng)代表運行故障方式的篩選各種工況及故障方式下的頻率響應集合Ω為
其中:向量Wi為第i個運行故障方式下的頻率響應， i為系統(tǒng)運行故障方式個數， m為系統(tǒng)運行故障方式的總數； 對頻率響應集合進行聚類分析，以距離子聚類質心最近的原則篩選出系統(tǒng)的代表運行故障 方式。
【文檔編號】G06Q50/06GK104077729SQ201410320949
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權日:2014年7月7日
【發(fā)明者】孫正龍, 蔡國偉, 王雨薇, 孔令國 申請人:東北電力大學