專利名稱：兩區域互聯系統交流聯絡線穩態功率波動幅值的計算方法
技術領域：
本發明涉及電カ系統領域，具體涉及ー種兩區域互聯電カ系統交流聯絡線穩態功率波動幅值的計算方法。
背景技術：
2009年I月，長治-南陽-荊門特高壓交流示范工程正式投運，該線路連接華北、華中兩個大區電網，形成了包含12個省級電網的我國最大的交流同步電網。2011年12月，特高壓交流示范工程擴建工程正式投運，華北-華中特高壓交流聯絡線的輸送能力得到進ー步提高。特高壓示范工程投入運行后，在正常運行過程中可以觀察到交流聯絡線上存在有功功率波動的情況。大幅度的功率波動成為限制特高壓交流聯絡線輸電能力提高的重要因素，影響了特高壓線路充分發揮其大規模輸電的經濟和社會效益。從華北-華中交流聯絡線上穩態功率波動的PMU錄波曲線可以看出，交流聯絡線功率波動由高頻和低頻兩種分量疊加而成。高頻振蕩是系統受擾動后的動態響應，可以用區域電網互聯系統的機電振蕩模型來表示。其振蕩周期基本不變，表現為互聯系統區域振蕩模式的振蕩周期，其振蕩幅值與負荷變化量的大小或系統受擾動(如線路故障、切除大容量發電機等)的大小和區域振蕩模式的阻尼強弱有夫。低頻波動是負荷隨機功率波動在全互聯系統中再分配后在交流聯絡線上的反映，是ー種穩態過程，不能用機電振蕩模型描述。其波動具有明顯的無序性，波動周期一般為數十秒到數分鐘，且具有隨機性，波動幅值也同樣具有隨機性。對于交流聯絡線功率波動的高頻分量即區域振蕩模式，國內外已有大量文獻對其進行了研究；但對于交流聯絡線功率的低頻分量卻關注的較少，目前僅有前蘇聯的電カ系統研究專家提出了功率波動幅值的經驗估計公式，該公式的準確性極大依賴于工程經驗，且不能掲示功率波動的機理。針對交流聯絡線上的這種低頻隨機功率波動的現有技術的不足，本發明提出了一種兩區域互聯電カ系統交流聯絡線穩態功率波動幅值的計算方法。本發明交流聯絡線功率波動特指這種低頻隨機功率波動。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供ー種兩區域互聯電カ系統交流聯絡線穩態功率波動幅值的計算方法，有利于電カ系統運行、分析人員掌握兩區域互聯穩態功率波動的機理和波動幅值的計算，為抑制交流聯絡線功率波動的措施提供依據。本發明提供的兩區域互聯系統交流聯絡線穩態功率波動幅值的計算方法，其改進之處在于通過概率統計計算系統頻率波動幅值的概率分布，通過模糊數描述貢獻因子的不確定性，再通過模糊抽樣和解模糊得到交流聯絡線功率波動的均值和標準差；所述方法包括如下步驟
(I)通過EMS (Energy Management System)系統獲取頻率樣本點時刻對應的系統容量Cm和Cm ；(2)獲取系統頻率樣本點；(3)確定貢獻因子及其隸屬度；(4)計算交流聯絡線功率波動幅值的概率數字特征；(5)解模糊。優選的,步驟(2)獲取系統頻率樣本點是通過PMU (Phase Measurement Unit)獲取的系統頻率曲線，并把曲線劃分成長度為T的N個區間，在每個區間內測量頻率的最大值も和最小值fi+1，計算頻率波動的幅值Afi =も-ち和Δ fi+1 =し-ち,得到η = 2Ν個樣本點。優選的，步驟(3)確定貢獻因子及其隸屬度是在區間
上均勻抽取m個隸屬度，并對其中每個隸屬度Uk求取其對應的兩個貢獻因子Xk= μ—Υμ,)。本發明的k從I開始取值，其取值范圍為[l，m]。本發明的μ—1為反函數。優選的，步驟(4)計算交流聯絡線功率波動幅值的概率數字特征的步驟為對于步驟(3)中獲得的貢獻因子λ k，根據步驟(I)獲得的系統容量和步驟(2)中獲得的頻率波動幅值樣本計算交流聯絡線功率波動幅值樣本；根據求出的交流聯絡線功率波動幅值樣本計算交流聯絡線功率波動幅值的均值Epk和標準差Spk。優選的，步驟(5)解模糊是將隸屬度μ ! μ m求出后，采用求重心方法計算交流聯絡線功率波動的均值和標準差。優選的，所述步驟(3)貢獻因子λ表示系統A的功率波動對全系統功率波動貢獻
比值，其為
權利要求
1.兩區域互聯系統交流聯絡線穩態功率波動幅值的計算方法，其特征在于通過概率統計計算系統頻率波動幅值的概率分布，通過模糊數描述貢獻因子的不確定性，再通過模糊抽樣和解模糊得到交流聯絡線功率波動的均值和標準差； 所述方法包括如下步驟 (1)通過EMS系統獲取頻率樣本點時刻對應的系統容量Cm和CBi； (2)獲取系統頻率樣本點； (3)確定貢獻因子及其隸屬度； (4)計算交流聯絡線功率波動幅值的概率數字特征； (5)解模糊。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)獲取系統頻率樣本點是通過PMU獲取的系統頻率曲線，并把曲線劃分成長度為T的N個區間，在每個區間內測量頻率的最大值も和最小值fi+1，計算頻率波動的幅值Afi =も-ち和Δ fi+1 =し-ち,得到η = 2Ν個樣本點。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(3)確定貢獻因子及其隸屬度是在區間
上均勻抽取m個隸屬度，并對所述隸屬度Uk求取其對應的兩個貢獻因子Xk =μ ( μ k) °
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(4)計算交流聯絡線功率波動幅值的概率數字特征的步驟為對于步驟(3)中獲得的貢獻因子λ k，根據步驟(I)獲得的系統容量和步驟(2)中獲得的頻率波動幅值樣本計算交流聯絡線功率波動幅值樣本；根據求出的交流聯絡線功率波動幅值樣本計算交流聯絡線功率波動幅值的均值Epk和標準差SPk。
5.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(5)解模糊是采用求重心方法計算交流聯絡線功率波動的均值和標準差。
6.如權利要求I或3任一所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)貢獻因子λ表示系統A的功率波動對全系統功率波動貢獻比值，其為 .APr, -APn,λ =--(I) (APga+APgb)-(APoa+APob) 式中，Λ Pda和Λ Pdb分別為系統A和系統B的負荷變化量，Λ Pm和APra分別為系統A和系統B 二次調頻機組的發電功率變化量； 其中，采用三角模糊數來描述貢獻因子的取值范圍 (Α _ Ag + L·) IL, A G (Ag — L，Α。] "(A) = く (/ip + L — Λ) IL, λ ε , A0 + L·、(2 ) O,/I e (—°ο, _ I] U [-^0 + L, +οο) 式中，μ (λ)為貢獻因子的隸屬度函數；參數Xci取系統A容量占系統A和B總容量的比值。
7.如權利要求I或4任一所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)由頻率波動幅值計算交流聯絡線功率波動幅值包括 對于由系統Α、系統B和交流聯絡線構成的兩區域互聯系統，計算由系統負荷隨機波動及其引起的電廠二次頻率調整導致的系統頻率偏差和交流聯絡線功率波動幅值的表達式如下
8.如權利要求I或5任一所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)用式(10)和式(11)所示的求重心方法解模糊，從而計算出交流聯絡線功率波動幅值的均值及標準差
全文摘要
本發明涉及兩區域互聯系統交流聯絡線穩態功率波動幅值的計算方法，包括通過概率統計計算系統頻率波動幅值的概率分布，通過模糊數來描述貢獻因子的不確定性，再通過模糊抽樣和解模糊來得到交流聯絡線功率波動的均值和標準差；本發明有利于電力系統運行、分析人員掌握兩大區互聯電力系統的穩態功率波動特性，為確定聯絡線運行限額和制定抑制交流聯絡線功率波動的措施提供依據。
文檔編號H02J3/24GK102684210SQ20121012047
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者何劍, 孫華東, 林偉芳, 湯涌, 王安斯 申請人:中國電力科學研究院