中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司西北分部;国家电网有限公司;国网山东省电力公司东营供电公司侯玮琳获国家专利权
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龙图腾网获悉中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司西北分部;国家电网有限公司;国网山东省电力公司东营供电公司申请的专利一种多惯量中心电力系统频率响应解析方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118281897B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410293015.5,技术领域涉及:H02J3/24;该发明授权一种多惯量中心电力系统频率响应解析方法及系统是由侯玮琳;马士聪;王铁柱;荆逸然;罗魁;范士雄;郭雅蓉;单熙雯;徐浩田;梁小姣;刘剑宁;王志坤设计研发完成,并于2024-03-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多惯量中心电力系统频率响应解析方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种多惯量中心电力系统频率响应解析方法及系统。该方法包括:基于振动力学中的模态分析法建立惯量响应阶段频率动态模型中的发电机模型、网络模型、故障扰动模型;将所述网络模型和所述故障扰动模型代入所述发电机模型,得到整体振动力学模型;基于整体振动力学模型,求解得出任意位置故障后系统惯量响应阶段的频率动态过程时域表达。从而,可以得出功率扰动后每个转子的惯量响应阶段动态过程的求解方法,能够计及系统内全部发电机转子频率动态特性。可以求解得出任意位置故障在模态主坐标下的分解关系,进而可以求解得出任意位置故障后系统惯量响应阶段的频率动态过程,能够更准确反映出系统中不同节点的频率特性。
本发明授权一种多惯量中心电力系统频率响应解析方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种多惯量中心电力系统频率响应解析方法,其特征在于,包括: 基于振动力学中的模态分析法建立惯量响应阶段频率动态模型中的发电机模型、网络模型、故障扰动模型; 将所述网络模型和所述故障扰动模型代入所述发电机模型,得到整体振动力学模型; 基于所述整体振动力学模型,求解得出任意位置故障后系统惯量响应阶段的频率动态过程时域表达; 将所述网络模型和所述故障扰动模型代入所述发电机模型,得到整体振动力学模型,包括: 将网络模型和故障扰动模型代入发电机模型可得整体振动力学模型: 通过变形,上式改写为以各发电机转子相角为状态量,各转子做相对振荡运动的运动方程: 其中,Δω,Δδ,D分别为由各发电机组的转子转速、转子相位角、惯性时间常数,ΔPL为各负荷节点的功率变化量,BK为各发电机转子间相互作用的弹性矩阵,BF为系统扰动功率分配到各发电机转子处的分配系数矩阵,即整步功率系数; 基于所述整体振动力学模型,求解得出任意位置故障后系统惯量响应阶段的频率动态过程时域表达,包括: 使用模态分析法对转子振荡过程进行解析分析,求解得出任意位置故障后系统惯量响应阶段的频率动态过程时域表达,在外界激励下,每一个转子的振荡运动过程为一系列有衰减的正弦振荡过程的叠加,具体振荡形式与系统自身固有振荡模态和激励的形式有关: 求解固有振荡频率Ω,即求解下式的解: |TJΩ2-BK|=0 其中,Ω=[Ω1,Ω2,...,Ωn],不妨令Ω1,Ω2,...,Ωn为按照从小到大的顺序排列; 转换为矩阵的特征值求解,通过求解每一个的特征向量Φi,即 与其特征向量Φi表征了该固有振荡频率对应的振型,即各转子相角按第i固有频率振动时各转子相角振幅的相对比值; 已知TJ和BK具有正交性,即: 将非对角矩阵BK转换为一个对角矩阵K,TJ和D在转换后保持原有的对角矩阵形式: 将代入,可得: 通过坐标变换,将转子运动过程转换到以n个振型为基的n维空间中,在该空间中,各转子的运动过程是各个振型下振动过程的叠加;实现转子振荡过程的解耦,即: 对上式进行拉普拉斯变换,将上述时域表达转换到时域进行分析和求解; Mps2xps+Dpsxps+Kpxps=FPs 转子相角和转速对应主坐标下的表达式为 在给定的故障扰动形式下,对上式进行反拉普拉斯变换,求解得出该振荡模态对应的主坐标时域表达: 将主坐标变换回原始坐标,即可得到各转子相角、频率的时域表达:
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