一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102904246A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102904246A(43)申请公布日2013.01.30(21)申请号201210330678.7(22)申请日2012.09.07(71)申请人中国电力科学研究院地址100192北京市海淀区清河小营东路15号申请人国家电网公司(72)发明人秦晓辉汤涌郭强卜广全马世英赵良周勤勇申洪刘楠盛兴(74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司11271代理人徐国文(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图44页(54)发明名称一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法(57)摘要本发明属于电力系统领域，具体涉及一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法。该方法利用等面积法分析，当P-δ平面上的动能增加面积等于可用动能减少面积时，对应的输电线潮流即为系统的暂态稳定输电极限，并推导出了暂态稳定极限的解析式。具体求解时先假设一个初始输送能力，据此确定开机台数n，然后计算解析式中的各参量的值，并据解析式求解暂态稳定极限，再根据这个暂稳极限进行下一轮次的求解，直至两轮迭代求解的值非常接近为止。CN102946ACN102904246A权利要求书1/2页1.一种点对网输电系统暂态稳定输电极限的快速计算方法，其特征在于，持续增加送端发电机的有功功率和台数，输送潮流不断增加，使点对网输电系统在P-δ平面上的故障前稳定运行点的输送功率和功角不断增加；输送功率的增加将使得动能增加面积呈增加趋势，而功角的增加则使得可用动能减少面积则呈减少趋势，当动能增加面积等于可用动能减少面积时，对应的输送潮流即为点对网输电系统的暂态稳定输电极限；计算方法包括如下步骤：（1）计算受端系统等值电抗Xsys；（2）确定输送功率并确定开机台数n；（3）计算发电机组内电势、故障前的系统联系电抗、故障中的系统联系电抗、故障后的系统联系电抗、故障中P-δ曲线最大电磁功率、故障后P-δ曲线最大电磁功率、故障前P-δ曲线稳定运行点、故障清除时刻P-δ曲线切除角、故障后P-δ曲线不稳定平衡点、送端系统等值惯性时间常数；（4）求解暂态稳定极限；（5）与上轮暂态稳定极限计算值之差是否不大于设定值，是则进行步骤（6），否则将本轮暂态稳定极限的计算值赋给输送功率并返回步骤（2）；（6）输出暂态稳定极限。2.如权利要求1所述的快速计算方法，其特征在于，增加送端发电机的功率和台数时，先增加发电机的功率，当功率大于额定功率后，再增加发电机的台数。3.如权利要求1所述的快速计算方法，其特征在于，所述故障前稳定运行点包括送端机组的相对功角和输送功率。4.如权利要求1所述的快速计算方法，其特征在于，步骤（1）计算受端系统等值电抗的步骤为：①计算受端系统母线的短路电流I；②用所述短路电流I减去送端电源提供的短路电流分量，得到受端系统母线的短路电流I’；③将所述短路电流的标幺值求倒数，得到受端系统等值电抗Xsys。5.如权利要求1所述的快速计算方法，其特征在于，步骤①和步骤②采用直接计算受端系统母线的短路电流I或在开断点对网输电线路后直接计算受端系统母线的短路电流I’；所述直接计算是指用短路电流计算程序计算，或从规划材料的边界条件中得出短路电流I’的数据。6.如权利要求1所述的快速计算方法，其特征在于，步骤（3）计算系统联系电抗的表达式为：X∑＝(X′d+XT)/n+XL+Xsys(1)X∑fault＝(X′d+XT)/n+(XL+Xsys)+(X′d+XT)(XL+Xsys)/(nXΔ)(2)X∑post＝(X′d+XT)/n+XLpost+Xsys(3)式中，X∑为故障前与受端系统间的联系电抗；X∑fault为故障中与受端系统间的联系电抗；X∑post为故障后与受端系统间的联系电抗；X′d为发电机的暂态电抗；XT为升压变压器漏抗；XL为输电线路电抗；n为发电机组台数；XΔ为故障附加阻抗,制约故障在输电线路首2CN102904246A权利要求书2/2页端;XLpost为故障清除后的输电线路电抗；Xsys为受端系统等值电抗。7.如权利要求1所述的快速计算方法，其特征在于，步骤（3）计算发电机组内电势的表达式为：式中，Qsys为输电线路电抗元件末端流出的无功功率；U为受端系统母线电压；P为输电线路功率。8.如权利要求1所述的快速计算方法，其特征在于，步骤（3）中计算故障中和故障后P-δ曲线最大电磁功率、故障前P-δ曲线稳定运行点、故障清除时刻P-δ曲线切除角、故障后P-δ曲线不稳定平衡点、送端系统等值惯性时间常数的表达式为：(1)(2)式中，Pem为故障前P-δ曲线上的电磁功率最大值，Pem为故障中P-δ曲线上的电(3)磁功