[发明专利]电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法和装置

说明书

本发明提供了一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法和装置，先通过仿真分别获得风机的电磁暂态恢复特性曲线和机电暂态恢复特性曲线，然后对机电暂态恢复特性曲线进行定性误差评价，得到定性误差评价结果，最后对机电暂态恢复特性曲线进行定量误差评价，得到风机的机电暂态恢复过程评价结果，实现通过电磁暂态恢复特性曲线对风机处于不同工况且电网发生不同故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。本发明以电网不对称故障下风机的电磁暂态恢复特性曲线为基准，对风机机电暂态恢复过程进行评价，并将风机的机电暂态恢复过程评价结果划分为准确、一般和不准确，为后续评价电网不对称故障下风机的机电暂态恢复特性的修正提供基础。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种电网不对称故障下风机机电暂态恢复过程评价方法和装置。

背景技术

电磁暂态仿真中，计算元件的数学模型通常采用微分方程或者偏微分方程描述，如网络中广泛存在的电容、电感等元件构成的微分方程，对于长线等分布参数元件，其电压和电流之间的关系应由偏微分方程描述。电磁暂态仿真的求解基于A、B、C三相瞬时值表达式和对称矩阵，数学模型描述较为详细具体，通常考虑了元件电磁耦合、非线性以及输电线路的分布参数特征和频率相关性等，求解过程繁琐复杂。另外，因为考虑到电力电子器件的非线性特性，电磁暂态仿真的仿真步长为微秒级，可以模拟电力电子器件的微秒级动态过程。机电暂态仿真中，通常采用基波相量描述，其元件的数学模型主要采用一阶微分方程组，且机电暂态仿真的计算是基于序网络分解理论，将系统相互分解成正序、负序、零序网络后分别求解，只能反映工频或者相近频率范围内系统的运行状况。机电暂态仿真的算法是联立求解电力系统微分方程组和代数方程组，以获得物理量的时域解。机电暂态仿真的仿真步长一般为毫秒级，无法模拟电力电子器件的微秒级动态过程。

由于电磁暂态仿真和机电暂态仿真存在上述区别，且风机中存在大量的电力电子元件，电网发生不对称故障时对风机的暂态仿真中，风机的机电暂态仿真响应曲线与电磁暂态仿真响应曲线之间存在较大的差异，严重影响了电网暂态恢复过程评价的准确性。

现有技术中主要通过与电网实际故障录波曲线对比和通过与风机厂家提供的恢复曲线对比，评价电网不对称故障下的风机的机电暂态恢复过程的准确性。

在电网中存在大量的录波设备，当电网发生不对称故障时，录波设备会自动地、准确地记录不对称故障前后过程的各种电气量的变化情况，并生成相应的曲线。通过仿真模拟电网相同故障下风机的机电暂态恢复过程曲线与录波设备生成的相应曲线进行对比，可以对电网不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。但是实际电网发生不对称故障是小概率事件，且电网运行的特点也决定不能随便在实际电网上做实验以获取相应的录波曲线，因此通过录波设备生成的曲线数量很少，而且由于不对称故障发生的偶然性和随机性，只能对特定的已发生的电网不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价，无法对其他大量可能发生的不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。另外，风机生产厂家在风机出厂时，会提供风机在指定工况下的恢复特性曲线。通过将厂家提供的风机在指定工况下的恢复特性曲线与机电暂态仿真得到的风机恢复过程曲线对比，对电网不对称故障下风机的机电暂态恢复过程进行评价。但厂家所提供的风机恢复特性曲线是风机处于特定工况下的恢复特性曲线，而风机在实际电网运行时，经常处于不同的工况且还与整个电网的运行状态密切相关。因此现有技术中风机的机电暂态恢复过程评价过程只能评价风机在特定工况下的机电暂态恢复特性，大量非特定工况下的机电暂态恢复特性无法进行评价。

发明内容