專利名稱：基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法
技術領域：
本發明涉及各級電網調度運行控制領域，具體是一種基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法。
背景技術：
暫態功角穩定控制一般通過調節網絡參數、系統潮流，減少不穩定機組的有功出力等方面來提高系統穩定性。即人們在研究暫態功角穩定時，主要通過各種措施調節有功功率來滿足系統的功角穩定要求。在發電機無功出力方面，人們更多的側重是研究發電機無功功率對電力系統電壓穩定性的影響。相對而言，人們對無功功率以及機端電壓水平影響系統功角穩定性的研究較少，更沒有應用于電網實際運行控制中。
發明內容
本法要解決的技術問題是提供一種基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法，能穩定提高電網系統的暫態穩定性。本發明的技術方案為基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法，通過增加發動機組中領先群機組的無功出力或提高發動機組中領先群機組的機端電壓水平來提高電網系統暫態穩定。通過降低發動機組中余下群機組的無功出力或降低發動機組中余下群機組的機端電壓水平來提高電網系統暫態穩定。本發明的優點本發明利用發電機組無功出力和機端電壓提高電網暫態穩定性，提高了電網輸送能力，相對于其它提高電網暫態穩定性的方法，不需要投資費用和附加設備，且能穩定提高電網系統的暫態穩定性。
圖I是改變發動機無功功率前后的發動機功率矢量圖。圖2是改變發動機無功功率前后的發動機電勢E矢量圖。圖3是改變發動機無功功率前后的P-δ曲線圖。圖4是本發明具體實施例中安徽電網在初始狀態下的EEAC的仿真曲線圖。圖5是本發明具體實施例中安徽電網在改變無功出力后的EEAC的仿真曲線圖。
具體實施例方式一、基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法，是通過增加發動機組中領先群機組的無功出力或提高發動機組中領先群機組的機端電壓水平來提高電網系統暫態穩定；或通過降低發動機組中余下群機組的無功出力或降低發動機組中余下群機組的機端電壓水平來提高電網系統暫態穩定。
二、運用等面積法則和EEAC (擴展等面積法則)來證明本發明控制方法的有效性。I、等面積法則(I)、無功增加提高暫態穩定假定無窮大系統的母線電壓保持不變，發電機的有功出力不變而只增加發電機的無功時，可以得出改變無功功率前后的發電機電勢矢量圖，如圖I、圖2所示。初始狀態的發電機各種矢量均用下標I表示，而增加發電機無功出力后的發電機各種矢量均用下標2表
/Jn ο如圖I和圖2可見由于發電機注入(發出)無功功率的增大，使發電機的電動勢增大，同時發電機的功角將由S1減小到S2，這主要是保證發電機的有功功率保持不變的緣故。發電機的有功出力可用式(I)表達
P-^-s'mS(1)，
Λ y當有功功率不變,而改變有功功率后的有功功率可表示為
I ' I //< (/P1 = S1=P2 = -^sin S1(2)，由式(2)可見，隨著發電機無功功率的增加，發電機的電勢增加后，為了保持有功的不變，其初始功角將減小。當發生事故時，有功表達式可用式(3)表達Pm = γ1- sin S1=Pn 2 = sin S1( 3 ) ’當切除故障時，有功表達式可用式(4)表示Pm = sin Si=Pnn =⑷
U\.ΧΛ. 31式(4)中，X2 Σ為發生故障時對應的系統阻抗，X3 Σ為系統切除故障時對應的系統阻抗，顯然 Χ1 〈Χ3 〈Χ2 。由式(2) —式(4)可見，雖然初始有功功率值一樣，但初始工作點確發生了變化，即增加無功功率后的P-S曲線發生變化，故其構成的加速面積和減速面積發生變化，參見圖3所示。圖3中，P11, P111, P1111為系統初始狀態的故障前、故障中和故障后的功角曲線；P12, P112, Piii2為增加無功功率后的故障前、故障中和故障后的功角線圖；陰影面積Sa為不利于系統穩定的加速面積，陰影面積Sb為有助于系統穩定的面積。由圖可見SB>SA，因此有助于系統的功角穩定。當系統初始狀態的有功功率不變的情況下增加無功功率，只要SB>SA，則可認為其加速面積減小；同時減速面積增大(S。)，主要表現在故障切除后的功角曲線比初始的要高。這兩方面的共同作用將原初始狀態的功角不穩定變為功角穩定，因此這比在發生暫態功角穩定的進行強勵的作用還要顯著，這是因為強勵只相當于增加Sc，而沒有增加Sb-Sa的面積。(2)、電壓增高提高暫態穩定性在機組有功出力保持不變的情況下，提高機組機端電壓水平前后的表達式如式
(5)所示
權利要求
1.基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法，其特征在于通過增加發動機組中領先群機組的無功出力或提高發動機組中領先群機組的機端電壓水平來提高電網系統暫態穩定。
2.根據權利要求I所述的基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法，其特征在于通過降低發動機組中余下群機組的無功出力或降低發動機組中余下群機組的機端電壓水平來提高電網系統暫態穩定。
全文摘要
本發明公開了一種基于無功與電壓調節提高系統暫態穩定的控制方法，利用發電機組無功出力和機端電壓提高電網暫態穩定性，提高了電網輸送能力，相對于其它提高電網暫態穩定性的方法，不需要投資費用和附加設備，且能穩定提高電網系統的暫態穩定性。
文檔編號H02J3/00GK102916425SQ20121033968
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者王正風, 黃太貴, 胡曉飛, 趙曉春, 胡世駿, 王棟, 萬濤, 胡健, 杜林 申請人:安徽省電力公司, 安徽南瑞繼遠軟件有限公司