定義
電力系統動態等值就是把某個電力網路中外部系統(研究之外的系統)中的某些不可觀察的部分作為外部等值來處理。背景
隨著電網建設事業的發展,網際網路的不斷增大,使得電網已經成為跨區域的大聯網,這對於提高電能質量和獲得較高供電可靠性有著積極作用。但是互聯電力系統的形成,卻給電力系統規劃設計和運行方式計算帶來了許多新的問題。當對互聯繫統進行各種不同運行狀態下的眾多分析計算時,往往難以在調度中心獲得整個外部系統的全部準確的實時信息,而系統的數學模型的規模又必須與所得到的實時信息相匹配。因此,這樣就要求把外部系統做動態等值來處理。
方法
動態等值方法主要有同調等值法、模式等值法和估計等值法
1.同調等值法
基於發電機轉子同擺的相關性概念的同調等值法是根據對大型電力系統的暫態穩定分析,將那些在一起以同一頻率和相近頻率搖擺,即同調搖擺的發電機群劃為一組,每組內的所有發電機被聚合為一。
2.模式等值法
基於線性化系統模型和特徵值的模式等值法是利用壓縮系統運動模態數目的方法降低系統物理階次,從而縮減對計算的需求。
3.估計等值法
基於線上量測量和參數估計的估計等值法[2]將系統分為研究系統和外部系統,用研究系統中的動態回響(量測量)來估計和辨識外部等值系統參數。實質上是先確定外部系統的等值模型,再用研究系統中的量測量,對之進行參數估計。
方法比較與評價
1.同調等值法
優點:物理透明度大,等值系統元件模型均為實際電力系統元件模型,可直接套用原有暫態穩定分析軟體,能適應系統的強非線性和大擾動分析,且可適用於大規模系統等值。等值可在小型機上進行,速度很快。動態等值精度控制較方便實際套用表明該法套用效果較好。存在的缺點:同調機群的劃分和擾動的地點、類型等因素有關;網路化簡、移相變壓器的消去會對動態過程帶來一定誤差;另外,同調發電機聚合較複雜,且有一定擬合誤差等。同調等值法已在電力系統中廣泛套用,同時同調機組的判別方法也有新的發展。
2.模式等值法
優點:克服了同調等值法的一些缺點,不依賴於選擇的擾動,具有嚴格的數學基礎,能夠觀察在系統中呈現出來的各種振盪模式,物理概念明確,可對外部系統作高度簡化並保留其主要特徵值;一旦獲得了有關外部系統的動態等值,就可用同一等值模型對研究系統內的大量故障進行計算分析,只要故障不發生在太靠近等值的邊界即可。缺點:主要在等值過程中要形成外部系統的線性化模型,通過係數矩陣作特徵根分析,當外部系統極大時,求特徵根會有“維數災”問題,等值計算工作量較大。可以將外部系統分為若干外部區域,對每個外部區域採用上述方法,則“維數災”的問題基本可解決。另外,等值後的外部系統用線性化方程表示,若用於暫態穩定分析,則要對常規程式作修改。
3.估計等值法
優點:較適應於實際套用要求,存在的不足:在於當利用人為的確定性擾動信號時,雖然抗干擾性較好,但因為是人為擾動有一定的強度,影響系統實際運行,因而方法不實用;當利用隨機或偽隨機擾動信號時,需要作必要的濾波及相關分析,以防止噪聲干擾,數學處理較複雜。