[发明专利]基于能量变化评估紧急控制措施改善暂态频率安全贡献度的方法

摘要

本发明公开了基于能量变化评估紧急控制措施改善暂态频率安全性贡献度的方法，属于电力系统运行控制技术领域。本发明基于机电暂态时域仿真，结合频率安全二元表，对紧急控制措施改善暂态频率安全性的情况进行分析与分类，得到紧急控制措施影响暂态频率安全特性的典型时段，继而通过对这些时段分析计算控制对象输出功率的累积能量，计及不同时段的重要性差异，得到单项控制措施针对单个频率安全二元表约束改善暂态频率安全性的贡献，进一步得到紧急控制措施改善暂态频率安全性的综合贡献，最后分析计算各项控制措施的相对贡献度。本发明对于合理评估紧急控制措施改善安全稳定性的效益，从而协调紧急控制影响电网安全稳定具有重要意义。

主权项

基于能量变化评估紧急控制措施改善暂态频率安全贡献度的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取输入信息，所述输入信息包括电网运行方式信息、机电暂态仿真计算数据、紧急控制预想故障、频率安全二元表和紧急控制措施信息；所述频率安全二元表是描述暂态过程对频率安全性要求的信息，是由给定频率偏移门槛值和偏出频率偏移门槛值的频率异常持续时间构成的二元表；设频率安全二元表的数量为N个，则第i个频率安全二元表用(fcri，tcri)表示，其中fcri代表第i个频率安全二元表的频率偏移门槛值，tcri代表偏出fcri的频率异常持续时间，i＝1,…,N，所述偏出在低频安全评估时为低于、在高频安全评估时为高于，当且仅当偏出fcri的持续时间超过tcri判为暂态频率不满足安全要求；所述紧急控制措施信息包括扰动后控制策略启动延时时间、控制策略定值和控制的有功功率时间响应特性；紧急控制措施由各个单项控制措施组成；2)针对紧急控制预想故障，在不考虑紧急控制措施实施的影响下，进行机电暂态时域仿真分析计算，基于时域仿真得到暂态频率曲线，结合频率安全二元表，评估暂态频率安全性；假设暂态频率不满足安全要求的情况有m个，将这m个暂态频率不满足安全要求的情况对应的m个频率安全二元表表示为(fMcrj，tMcrj)，j＝1,…,m；3)针对紧急控制预想故障，在计及紧急控制措施实施的影响下，进行机电暂态时域仿真分析计算，基于时域仿真获取暂态频率曲线，结合步骤2)得到的m个频率安全二元表，进行暂态频率安全特性分析，包括分析统计频率偏移是否偏出这m个频率安全二元表中的频率偏移门槛值、如偏出则偏出时间是否超过相应的频率异常持续时间以及偏出后频率偏移恢复到相应的频率偏移门槛值之内的时间，如偏出后频率偏移未能恢复到相应的频率偏移门槛值之内则还要统计频率趋于稳态的时间；4)基于步骤3)的暂态频率安全特性分析结果，结合步骤2)得到的m个频率安全二元表，对紧急控制措施改善暂态频率安全情况进行分类，分类方法如下：对于步骤2)得到的m个频率安全二元表中的第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)而言，j＝1,…,m：如果频率偏移最大时不偏出fMcrj，则紧急控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全情况类型MDTj＝1；如果频率偏移最大时偏出fMcrj但偏出时间不超过tMcrj，则紧急控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全情况类型MDTj＝2；如果频率偏移最大时偏出fMcrj且偏出时间超过tMcrj，但能够恢复到fMcrj之内，则紧急控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全情况类型MDTj＝3；如果频率偏移最大时偏出fMcrj且至稳态时仍不能恢复到fMcrj之内，则紧急控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全情况类型MDTj＝4；5)根据步骤4)的分类结果，结合步骤2)得到的m个频率安全二元表，计算紧急控制措施中各个单项控制措施对应各个频率安全二元表的改善暂态频率安全性的贡献，计算方法如下：对于步骤2)得到的m个频率安全二元表中的第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)而言，j＝1,…,m：如MDTj＝1，则以频率偏移最大时刻tΔfmax之前各个单项控制措施输出功率累积能量计算各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全的贡献；如MDTj＝2，则首先计算频率偏移第一次到达fMcrj前各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善频率安全的贡献，再计算频率偏移第一次偏出fMcrj期间各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善频率安全的贡献，最后考虑两个阶段重要性的差异，计算各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全的贡献；如MDTj＝3，则首先计算频率偏移程度达到最大前各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善频率安全的贡献，再计算频率偏移程度达到最大后至恢复到fMcrj期间各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善频率安全的贡献，最后考虑两个阶段重要性的差异，计算各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全的贡献；如MDTj＝4，则首先计算频率偏移程度达到最大前各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善频率安全的贡献，再计算频率偏移程度达到最大后至恢复到fMcrj期间各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善频率安全的贡献；最后考虑两个阶段重要性的差异，计算各个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全的贡献；6)计算各个单项控制措施改善暂态频率安全的综合贡献，如下所示：TCRk=Σj=1mγj*CRkj]]>其中，TCRk为第k个单项控制措施改善暂态频率安全的综合贡献，CRkj为第k个单项控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态频率安全的贡献，γj是紧急控制措施对应第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)的改善暂态安全裕度的因子，按下式计算：γj=|μ2j-μ1j|max{|μ2j-μ1j|,j=1,...,m}]]>其中，μ1j和μ2j分别是针对第j个频率安全二元表(fMcrj，tMcrj)在不考虑紧急控制措施实施的影响和计及紧急控制措施实施的影响两种情况下紧急控制预想故障时的暂态频率安全裕度；7)基于各个单项控制措施的综合贡献，以其中的最大值为参照，计算各个单项控制措施的相对贡献度，如下所示：SCRk=TCRkmax{TCRk,k=1,...,KC}]]>其中，SCRk为第k个单项控制措施的相对贡献度，KC是紧急控制措施中单项控制措施的总数。