系统张柏芝开门店与谢霆锋变邻居

第15卷弟1期JOURNALOFCHONGQINGUNIVERSITY@发电机开断的预想事故分析coNTINGENcYANALYsFoRGENERAT0R0uTAGEU√堇皇秦翼鸿任震丁LanQinghuaRanLiQingYihongRenZhen(重庆大学直流输电研究室)摘要提出了一种计及系统频率特性的分布系数方法.
该方法合理地考虑了园发电机开断而频率变化对潮流分布的影响.
算例表明:在电力系统预想事故评定中,该方法既保垄皇珏堑-分塑!
墨墼ABSTRACTAmethodofgenerationdistributionfactorwhichconsidersthefrequencychaze-teristicforpowersystemcontingencyevaluationispresented.
ThemethodrcasonablyconsiderstheinfluenceoffrequencychangecausedbygeneratoroutageonloadflowdistributionAnexampleitsgiven,anditsresultshowsthatthemethodnotonlyensuresthefastspeedforgeneratoroutage咖u.
hation,butalsoimprovesthecalculationaccuracyinpowersystemcon~encyevalua~on,KEYWORDSpowersystemscomputationffrequencycharacteristic}staticstatesecurity/generatoroutage:distrfbutionfactor0引言在电力系统静态安全评定中,一般地,预想事故集应包括如下两类扰动:(1)线路开断f(2)发电机开断.
进行这两种事故评定,目前有多种分析法.
这些方法几乎都利用了线性系统的迭加原理a因此可以直接解出事故后的状态变量.
它们虽然具有简单、快速、便于实时计算等优点,但对于处理过于严重的事故(重负荷线路或大机组的开断等)往往精度较差.
在发电机的开断模拟中.
目前通常采用的方法有:(i)直流法;(2)发电量转移分布系数法(GSDF);(3)广义发电量分布系数法(GGDF);(4)计及系统频率变化与快速解耦潮流相结合的方法.
直流法虽然简单,分析时所用机时也很少,但精度较差,而且不能给出系统的电压和无*收文日期1990—11—2878重l庄大学学报功潮流解.
GSDF和GGDF也有简单、快速等优点,但没有考虑系统频率特性,即机组和负荷对频率变化的响应特性,因此模拟精度较差.
计及系统频率特性的发电机开断模拟分析法与快速解耦潮流算法相结合,往往可以在精度上取得十分满意的效果,但执行时间有所增加,因此一定程度上限制了该方法的在线应用.
为此,本文提出了计及系统频率特性的分布系数方法.
本方法由于考虑了发电机开断引起的系统频率变化的影响,因此既具有普通的广义发电量分布系数法适用范围广、计算时间少等优点,又提高了在预想事故评定中发电机开断模拟的精度.
1系统频率特性当预想事故出现发电机开断时,由于整个系统的有功发电量不足以供给有功负荷的需要,系统频率将有所下降.
发电机和负荷都将按各自的频率响应特性作出相应的有功调整,以稳定和恢复系统频率.
发电机开断,就有功功率的变化而言,可分为:电磁暂态f机械暂态}调速器发生作用等三个阶段.
一般情况下,可以不考虑电磁暂态和机械暂态两个阶段.
而调速器将在故障后几秒即开始动作,并在十秒左右抵达稳态,因此可用机组的静态频率特性曲线来计算;当某发电机开断后,其他机组有功出力的变化.
图l为发电机和综合负荷的典型静态频率特性曲线.
(a)发电机组(b)综合负荷图1电力系统静态频率特性在这里,各特性曲线都近似以直线代替.
将发电机频率特性曲线的斜率定义为单位调节功率:如—一/,(1)用标么值表示为=一丽APof~=一发电机的单位调节功率是可以整定的,一般定为汽轮发电机组:瞄=33.
3~2O;水轮发电机组;=50~25综合负荷静态频率特性曲线也有一个斜率:(2)第l5卷第l期蓝庆些等:发电机开断的预揖事故分析79眉L=AP~,/(3)称为负荷的单位调节功率,单位;MW/Hz.
用标么值表示为:=爵焉一㈤显然负荷的单位调节功率不能整定.
电力系统综合负荷的单位调节功率大致为1.
5.
因此,节点t的单位调节功率为:一+"(5)对于一个具有n节点的系统,假定每一节点都接有发电机和负荷,则系统总频率特性将是每一节点频率特性的总和,即:Ks8Ks,(6)系统的单位调节功率表示:系统发电量减少或负荷增加时,在原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下,系统频率下降的程度.
2广义发电量分布系数文献L3J定义的GSDF:t一(7)表示:当发电机出现了一个单位的有功功率变化时,在支路巧中引起的有功功率变化.
设节电压V一1,(t一1一,),则式(7)可表示为:A兰dlu/AIm(8)而AI则为:4,.
=—AV—,--一AV,(9)式中,%为支路的实际电抗值;AV.
、为由于发电机开断,在节点;、J上引起电压变化.
AV.
、J由式(1O)求出:所以由式(11)、(12)得AV.
''AV.
'AV.
Xll…xl…x1.
晶lAE—AV一￡tdIGt.
-00dL0(11)(12)(13)80重庆大学学报于是由式(8)、(13)得:A_一:堡二(14)Z1j在求得发电量转移分布系数后,即可进一步求出广义发电量分布系数[3].
广义发电量分布系数由下式定义:(D…)(15)式中,——线路tj的实际有功功率}P——发电机的有功发电量;DIj一——线路"对发电机的GGDF.
设发电机增加了dP.
的发电量,则在线路中的有功潮流为:P一巩一+D一··(16)如果选择发电机r为参据发电机,并降低其发电量以相同的dP…(aP一一P.
.
),则发电量转移后,线路的有功潮流为:=巩一+巩一·一Do-,dP(17)由式(15)、(17)得:p一=(D一·一巩一)一P|.
(18)式中,表示发电机增加了d.
的发电量后,线路中有功功率变化的增量显然,式(19)符合式(7)的定义,所以,D|r—Du—r=一·(19)其中,^一为可求出的GSDF.
式(19)与式(15)联立,即可唯一确定所有的D系数(GGDF).
3计及系统频率特性的分布系数对于式(15)两边取增量可得:=22D.
P却(20)式中Pu表示各节点发电量的变化而引起线路j总的有功潮流变化.
设节点机组开断而失去发电量P,各节点将根据频率响应特性而作出相应的有功调整,以确保系统功率平衡.
根据式(6)及单位调节功率的定义,由于失去有功功率.
,则系统频率的变化量为:,=一/如(21)其中,.
不包含发电机所以除节点t外有:f一一&',(22)式中,.
·表示因系统频率变化而引起节点t发电量与负荷变化量的代数和(或等效发电量的变化量)表示节点的单位调节功率.
对于节点P一一(%+K~3f)(23)第l5卷第1期蓝庆坐等:发电机开断的预想事故舟析式中.
为发电机开断后,节点等效发电量的变化量}为发电机开断后,节点的单位调节功率.
由式(21)、(22)得:P—KP.
I/(=l一,}且a≠七)(24)对于节点:只一一尸.
+雎/=(以/一I)Po,(25)由式(20)得:AP,=∑·AP∞一∑(D·K却t/)+D%=[∑(巩一·K目/)+巩一(/一1)]·P.
(26)如果》,则:=[∑(凸一·K/)一Di一.
]·P(27)由此可定义计及系统频率特性的分布系数:一荤(‰(28)B一表示:当节点失去单位发电量后,计及电力系统各节点频率响应特性时,在线路.
』中引起的有功潮流变化.
4方法的误差考虑本方法的实质仍然是应用了线性系统的迭加原理.
无疑地,与GSDF、GGDF一样,将电力系统这样一个非线性系统进行线性化处理,会带来一定误差其误差大小取决于运行状态下系统的线性度.
在考虑负荷频率特性时,实际上假定了各节点电压恒定,并将其在额定频率附近线性化.
事实上,综合负荷有式(29)所示的函数关系:PL—P(v,,)(29)当r恒定,定义负荷单位调节功率K为:K一筹c30)如果发生变化,则:一嚣"=筹"+·(31)显然,本文所考虑的综合负荷频率调节特性所带来的误差取决于:发电机开断后,各节点电压和系统频率变化的大小.
82重庆大学学报5算例表1支路对27号发电机开断的备分布系数表2基本潮流、GGDF及本文方法计算所得潮流本文以IF.
.
-,EE30节点试验系统作为算例,计及系统频率特性的发电机开断模拟步骤如图蒡15卷弟l期蓝庆华荨:发电机尹的预想事故舟析832所示.
为了进行方法比较,分别计算了GSDF,GGDF和计及系统频率特性的分布系数,并应用于发电机开断模拟.
表1为各支路对27号发电机开断的部分分布系数;表2为27号发电机开断,分别用GGDF、计及系统频率特性的分布系数法计算所得到的部分支路有功潮流和初始潮流.
从计算结果可见,分别应用GGDF和计及系统频率特性的分布系数法所得到的各支路有功潮流有较大程度的差别.
支路有功潮流对所开断的发电机的发电量灵敏度越高,影响就越显著.
特别是对一些重负荷线路,当某台发电机开断后,线路实际有功潮流可能已经违限,但用GGDF计算,其结果则可能没有违限;相反,对于另外一些线路,其实际有功潮流可能没有违限,但计算结果反而已经违限.
如果用计及系统频率特性的分布系数法,则可以尽可能避免预想事故评定的不准确性,从而为调度的决策提供更为可靠的依据.
6结论对发电机开断后,系统频率特性对电力系统有功潮流分布的影响,本文作了合理考虑,推导了计算计及系统频率特性的分布系数的有关公式.
通过理论分析和计算结果比较,可以得到如下结论:图2计及系统频率特性后发电机开断模拟程序框图(1)发电机开断后,系统频率特性对电力系统有功潮流的分布有较大程度的影响}(2)本文方法比GSDF、GGDF等分布系数法在精度上有较大程度的提高;并适用于各种发电水平;(3)在实时计算中,本方法所占内存及计算速度与GSDF、GGDF相当.
而比计及系统频率特性的发电机开断模拟与快速解耦潮流算法相结合的方法少.
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