专利名称：考虑发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种考虑发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流算法，属于电力系统稳定分析与控制的技术领域。
背景技术：
近30年来，国内外电力系统曾多次发生电压崩溃事故，使得电压稳定性问题的研究在世界范围内引起广泛关注。静态电压稳定性分析是电网自动电压控制系统(Automatic Voltage Control-AVC)和能量管理系统(Energy ManagementSystem-EMS)中的重要功能之一，对电网安全运行评估和预警起到重要作用。连续潮流算法(Continuation Power Flow-CPF)自上世纪90年代提出以来，已经发展成为电力系统静态电压稳定分析中的主要分析方法之一。普通潮流计算方法在接近系统潮流方程的鞍结型分岔点时，雅克比矩阵由于接近奇异而严重病态，导致无法精确计算崩溃点。连续潮流方法在常规潮流基础上引入了扩展参数方程，其扩展雅克比矩阵在系统状态在接近鞍结型分岔点时能保持非奇异，从而可以使潮流计算跨越分岔点，绘制出完整的系统状态曲线(PV曲线)。传统的连续潮流方法采用恒定值来表征发电机无功限制，越限后将PV节点转换成PQ节点。实际情况下，发电机的无功输出能力不是恒定不变的，随着发电机的有功输出的增大，发电机的无功输出能力由于受到励磁电流和电枢电流的影响单调减小，所以采用恒定无功限制模型所进行的静态电压稳定分析存在较大误差，所得的电压稳定裕度过于乐观，背离了实际情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种考虑发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流算法。本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案一种考虑发电机励磁电流及电枢电流约束的连续潮流算法，包括如下步骤步骤1，分别构建发电机处于励磁电流限制和电枢电流限制的无功模型，具体包括以下步骤步骤l_a，采集系统中各工作发电机的参数，设置工作发电机的参数包括直轴电抗xd，交轴电抗\，允许长期工作的最大励磁电流t1，允许长期工作的最大电枢电流I『ax，以及发电机最大出力pgmax;步骤l_b，建立发电机在最大励磁电流限制下的无功输出模型为
权利要求
1.一种考虑发电机励磁电流及电枢电流约束的连续潮流算法，其特征在于包括如下步骤步骤1，分别构建发电机处于励磁电流限制和电枢电流限制的无功模型，具体包括以下步骤步骤1-a，采集系统中各工作发电机的参数，设置工作发电机的参数包括直轴电抗Xd，交轴电抗\，允许长期工作的最大励磁电流t1，允许长期工作的最大电枢电流，以及发电机最大出力ΡΓΧ;步骤ι-b，建立发电机在最大励磁电流限制下的无功输出模型为
2.根据权利要求I所述的考虑发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流算法， 其特征在于所述步骤4-a具体包括如下步骤步骤A，进行PV节点和PEq节点的双向转换对PV节点，计算空载电势E,，比较空载电势Eq和最大空载电势E|；m，当Eq > E|jm时，将PV 节点转换为PEq节点；对PEq节点，当机端电压大于给定电压，同时EqPEq节点转换为PV节点；步骤B，进行PV与PIa节点双向转换、PEq节点与PIa节点双向转换对PV或PEq节点，计算电枢电流Ia，比较电枢电流Ia和最大电枢电流ΙΓ，当I一 ΙΓ时， 将PV节点或者PEq节点转换为PIa节点；对PIa节点，当机端电压大于给定电压且电枢电流小于最大电枢电流时，将PIa节点转换为原节点类型。
3.根据权利要求I所述的考虑发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流算法， 其特征在于所述步骤4-b中雅克比矩阵修正方法为对于PV节点按照常规方法修正雅克比矩阵；对于PEq节点利用步骤I所述的发电机在最大励磁电流限制下的无功输出模型分别对节点电压V和负荷因子λ求导所得到的表达式修正雅克比矩阵对应元素；对于PIa节点利用步骤I所述的发电机在最大电枢电流限制下的无功输出方程分别对节点电压V和负荷因子λ求导所得到的表达式修正雅克比矩阵对应元素。
4.根据权利要求I所述的考虑发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流算法， 其特征在于步骤6中所述辨识分岔点类型及关键约束条件的具体步骤如下步骤a，计算PV曲线各点的切线，若PV曲线上相邻两点的切线方向相反，表明PV曲线已到达分岔点，分别记录相邻两PV曲线点(χη，λη)、(χη+1，λη+1).以及PV曲线点(χη，λη) 对应电力系统工况下各类型发电机的数量Μν(χη，λη)、ΜΕ(χη，λη)、ΜΑ(χη，λη)，Ρν曲线点 (χη+1, λη+1)对应电力系统工况下各类型发电机的数量Mv (xn+1，λη+1)、ΜΕ(χη+1，λη+1)、ΜΑ(χη+1， λη+1);其中Μν(χη，λη)、ΜΕ(χη，λη)、ΜΑ(χη，λη)分别表示PV曲线点(χη, λη)对应电力系统工况下PV型发电机的数量、PEq型发电机的数量、PIa型发电机的数量，Mv (χη+1，λ η+1)、ΜΕ(χη+1， λη+1)、ΜΑ(χη+1，λη+1)分别表示PV曲线点(χη+1，λη+1)对应电力系统状态下PV型发电机的数量、PEq型发电机的数量、PIa型发电机的数量；步骤b-1，若有
全文摘要
本发明公开了一种考虑发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流算法，属于电力系统稳定分析与控制的技术领域。本发明考虑到发电机励磁电流约束和电枢电流约束对发电机无功输出的影响，分别建立了最大励磁电流限制下和最大电枢电流限制下的无功输出模型，在连续潮流计算中对雅克比矩阵进行修正，通过迭代得到潮流解，并绘制PV曲线，得到更加精确电压稳定裕度。此外，在本发明中还提出了辨识静态分岔点类型及关键约束条件的方法，可辨识静态分岔点类型和导致电压崩溃的关键约束条件，提高系统预防控制有效性。
文档编号H02J3/50GK102593820SQ20111043333
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者赵晋泉, 钱天能 申请人:河海大学