[发明专利]高比例新能源电力系统阻尼优化方法、装置及设备

权利要求书

1.一种高比例新能源电力系统阻尼优化方法，其特征在于，包括：获取电网主振荡模式，计算该模式下的电力系统阻尼比，根据阻尼比大小将电力系统分为负阻尼、一类弱阻尼、二类弱阻尼和强阻尼四类；若电力系统为负阻尼，则采用并联联络线的方法对电力系统进行优化，并采用时域仿真的方法分析优化后的电力系统阻尼比；若电力系统为一类弱阻尼，则采用串联电容的方法对电力系统进行优化，并采用时域仿真的方法分析优化后的电力系统阻尼比；若电力系统为二类弱阻尼，则采用更新电力系统稳定器参数的方法对电力系统进行优化，并采用负载电压阶跃试验的方法分析优化后的电力系统阻尼比；根据优化后的电力系统阻尼比，再次进行阻尼大小判断，并重复上述步骤，直至电力系统分类为强阻尼类别。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电网主振荡模式，计算该模式下的电力系统的阻尼比包括：

根据电网多个典型运行方式下运行数据，建立电力系统非线性状态方程组模型，并在电力系统平衡点处进行线性化，得到系统的线性化状态方程为：

式(1)中，X为系统增量形式的状态矢量，A为系统的系数矩阵；

所述电网多个典型运行方式为不同季节下的电网运行方式；

由常微分方程的稳定性理论可知，系统相应的特征方程为

|λX-A|＝0 (2)

求解式(2)得到所有的特征值λ₁，λ₂......λ_i......λ_N，其中特征值λ_i对应的一对共轭复根为：

x_i＝α±jω，i＝1,2,3……N (3)

其中，α表示共轭复根的实部，ω表示共轭复根的虚部；

由式(3)可得此对共轭复根对应的振荡模式下的振荡频率f和阻尼比其中，

所述根据阻尼比的大小将电力系统分为负阻尼、一类弱阻尼、二类弱阻尼、强阻尼四类包括：

阻尼比小于等于0时，电力系统分类为负阻尼类别；阻尼比大于0且小于等于0.02时，电力系统分类为一类弱阻尼类别；阻尼比大于0.02且小于等于0.03时，电力系统分类为二类弱阻尼类别；阻尼比大于0.03时，电力系统分类为强阻尼类别。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用并联联络线的方法对电力系统进行优化包括：

根据电力系统阻尼比，确定与该阻尼比对应的发电机，在该发电机到对侧变电站之间并联一条同型号、同长度的联络线路。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用串联电容的方法对电力系统进行优化包括：

根据电力系统阻尼比，确定与该阻尼比对应的发电机，在该发电机到对侧变电站之间的线路上串联补偿电容器；

所述补偿电容器的最佳补偿度为：

其中，K_C为补偿电容器的最佳补偿度，θ为线路送受两端电压矢量间的极限相角，取值为30°；

所述补偿电容器的电容值为：

X_c＝K_cX_L

其中，X_c为补偿电容器的电容值，X_L为线路的电抗值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用更新电力系统稳定器参数的方法对电力系统进行优化包括：

设定二类弱阻尼电力系统主振荡模式的振荡频率为f_e，采用下式对电力系统稳定器的超前滞后补偿参数进行优化：

T₂＝T₄＝0.1T₁

其中，T₁和T₃为电力系统稳定器的超前补偿参数，T₂和T₄为电力系统稳定器的滞后补偿参数，电力系统稳定器的其他参数选用典型参数。