[发明专利]一种区域电网惯量重心算法

说明书

本发明属于电力系统频率稳定计算分析技术领域，尤其涉及一种区域电网惯量重心算法，更具全的是电力系统频率稳定领域中惯量计算与物理学中平面重心计算的交叉领域。本发明包括：计算区域电网节点惯量及总惯量；获取区域电网节点位置信息；利用获取的区域电网节点位置信息，得到区域电网地理坐标轴；利用区域电网地理坐标轴，计算区域电网惯量重心位置；根据区域电网惯量重心，获取区域电网惯量重心综合信息。本发明通过计算获取区域电网各节点惯量、系统总惯量、区域电网惯量重心的位置坐标，方便研究系统惯量的地理位置特征，为分析系统整体惯量的时变特性奠定技术基础，实现了量化分析系统整体惯量特性的。

技术领域

本发明属于电力系统频率稳定计算分析技术领域，尤其涉及一种区域电网惯量重心算法，更具全的是电力系统频率稳定领域中惯量计算与物理学中平面重心计算的交叉领域。

背景技术

惯性是电力系统的固有属性，表现为系统对外来干扰引起能量波动的阻抗作用，是系统安全稳定运行的基础保障。然而，随着风电、光伏、储能等通过电力电子变换器大量接入电网，使得系统惯性在特点及形式上发生新的变化。

由于各母线与扰动点的电气距离不同、机组在网络中的离散分布及机组参数差异等因素，电力系统频率动态过程表现出明显的时空分布特性：各电气点频率随时间变化，且各电气点频率的变化过程不完全相同。若将区域电网中所有惯量节点等效成一个总的惯量重心，则惯量重心的变化可以反映系统整体的频率特性，也大大减轻了分析不同地理位置节点频率动态特性的工作量。然而，已有惯量计算技术只关注系统整体及各节点惯量计算，并未涉及惯量重心及位置的计算，惯量重心计算领域仍属空白。

重心是指地球对物体中每一微小部分引力的合力作用点。物体的每一微小部分都受地心引力作用(见万有引力)，这些引力可近似地看成为相交于地心的汇交力系。由于物体的尺寸远小于地球半径，所以可近似地把作用在一般物体上的引力视为平行力系，物体的总重量就是这些引力的合力。

地球上的任何物体都要受到地球的引力，若把物体假想地分割成无数部分，则所有这些微小部分受到的地球引力将组成一个空间汇交力系(汇交点在地球中心)。由于物体的尺寸与地球的半径相比要小很多，因此可近似地认为这个力系是空间平行力系，此平行力系的合力G即物体的重力。通过实验可以知道，无论物体怎样放置，其重力总是通过物体内的一个确定点一平行力系的中心，这个确定的点称为物体的重心。如果物体的体积和形状都不变，则无论物体对地面处于什么方向，其所受重力总是通过固定在物体上的坐标系的一个确定点，即重心。重心不一定在物体上，例如圆环的重心就不在圆环上，而在它的对称中心上。重心位置在工程上有重要意义。例如，起重机要正常工作，其重心位置应满足一定条件，舰船的浮升稳定性也与重心的位置有关；高速旋转机械，若其重心不在轴线上，就会引起剧烈的振动等。物体的重心位置，质量均匀分布的物体(均匀物体)，重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上，例如，均匀细直棒的中心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定，物体的重心，不一定在物体上。质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化，起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。