(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211296065.6 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 南方电网科 学研究院有限责任公司 地址 510663 广东省广州市萝岗区科 学城 科翔路11号J1栋3、 4、 5楼及J3 栋3楼 申请人 中国南方电网有限责任公司 (72)发明人 张帆　汪际峰　苏寅生　孙鹏伟　 李俊杰　李诗旸　翟鹤峰　袁豪　 付超　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 郑华丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 电网功角稳定分析建模方法、 装置、 设备及 可读存储介质 (57)摘要 本申请提供一种电网功角稳定分析建模方 法、 装置、 设备及可读 存储介质， 可以针对包含三 台及以上的发电机组的交直流混合电力系统， 以 其中任意一台发电机组为参照， 构造等效单机无 穷大系统的转子运动方程， 并提出等效功角、 等 效发电机机械功率、 等效机端负荷功率、 等效传 输电磁功率的计算方法。 可考虑直流送出和受 入、 交直流并联等情况， 根据机组转动惯量、 运行 状态等信息， 建立等效单机无穷大系统转子运动 方程， 并依据该方程分析参考机组的功角稳定特 性， 亦可有效计算直流输电的影响， 计算分析速 度快、 准确度高。 此外， 该方法还可获取交直流混 合电力系统的功角特性曲线， 比传统功角特性分 析理论更进一步， 对复杂的电力系统具有更强的 适应性。 权利要求书3页 说明书17页 附图4页 CN 115544787 A 2022.12.30 CN 115544787 A 1.一种电网功角稳定分析建模方法， 其特 征在于， 包括： 获取目标电力系统的参数集合， 其中， 所述参数集合包括至少一个所述目标电力系统 的参数； 依据所述目标电力系统 的参数集合， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系 统的等效功角计算模型； 依据所述目标电力系统 的参数集合， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系 统的等效发电机 机械功率计算模型； 依据所述目标电力系统 的参数集合， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系 统的等效机端负荷功率计算模型； 依据所述目标电力系统 的参数集合， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系 统的等效传输电磁功率计算模型； 依据所述等效功角计算模型、 所述等效发电机机械功率计算模型、 所述等效机端负荷 功率计算模型以及所述等效传输电磁功 率计算模型， 构建所述目标电力系统对应的等效单 机无穷大系统的转子运动参数计算模型。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述参数集合包括所述目标电力系统 的各条母线的电压、 连接到所述目标电力系统的 母线的各个发电机的转动惯量、 各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线 的各个支路的阻抗， 所述依据所述 目标电力系统的参数集合， 构建所述 目标电力系统对应 的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型， 包括： 依据所述目标电力系统 的各条母线的电压、 所述目标电力系统的各个发电机的转动惯 量、 所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个 支路的阻抗， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角计算模型。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述参数集合还包括： 所述目标电力系统 的各个发电机的机械功率， 所述依据所述 目标电力系统的参数集合， 构建所述目标电力系 统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机 机械功率计算模型， 包括： 依据所述目标电力系统 的各条母线的电压、 所述目标电力系统的各个发电机的转动惯 量、 所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、 连接到所述 目标电力系统的母线的各个 支路的阻抗以及所述目标电力系统的各个发电机的机械功率， 构建所述目标电力系统对应 的等效单机无穷大系统的等效发电机 机械功率计算模型。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述参数集合还包括： 连接到所述目标电 力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功率、 注入连接到所述目标电力系统的母线的各个 直流功率， 所述依据 所述目标电力系统的参数集合， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷 大系统的等效机端负荷功率计算模型， 包括： 依据所述目标电力系统 的各条母线的电压、 所述目标电力系统的各个发电机的转动惯 量、 所述目标电力系统的各个发电机的转子功角、 连接到所述 目标电力系统的母线的各个 支路的阻抗、 连接到所述目标电力系统的母线的各个恒功率负荷的有功功 率以及注入连接 到所述目标电力系统的母线的各个直流功率， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷 大系统的等效机端负荷功率计算模型。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115544787 A 25.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述依据所述目标电力系统的参数集合， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率计算模型， 包括： 依据所述目标电力系统 的各条母线的电压、 所述目标电力系统的各个发电机的转动惯 量、 所述目标电力系统的各个发电机的转子功角和连接到所述目标电力系统的母线的各个 支路的阻抗， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功 率计算 模型。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的方法， 其特征在于， 所述依据所述等效功角计算模 型、 所述等效发电机机械功率计算模型、 所述等效机端负荷功率计算模型以及所述等效传 输电磁功率计算模型， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数 计算模型， 包括： 依据所述等效功角计算模型， 确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统 的等 效功角； 依据所述等效发电机机械功率计算模型， 确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷 大系统的等效发电机 机械功率； 依据所述等效机端负荷功率计算模型， 确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大 系统的等效机端负荷功率； 依据所述等效传输电磁功率计算模型， 确定所述目标电力系统对应的等效单机无穷大 系统的等效传输电磁功率； 依据所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统 的等效功角、 所述目标电力系统对 应的等效单机无穷大系统的等效发电机机械功 率、 所述目标电力系统对应的等效单机无穷 大系统的等效机端负荷功率以及所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传 输电磁功率， 构建所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模 型； 其中， 所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数计算模型为： 其中， M表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数， 即所述目标电 力系统对应的等效单机无穷大系统的转子运动参数为对所述目标电力系统对应的等效单 机无穷大系统的等效功角进行两次求 导得到； PM表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效发电机 机械功率； Pec表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效机端负荷功率； Pevm表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效传输电磁功率； θeq1表示所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统的等效功角。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 该 方法还包括： 利用所述目标电力系统对应的等效单机无穷大系统 的转子运动参数计算模型， 分析所 述目标电力系统的功角稳定特性。 8.一种电网功角稳定分析建模 装置， 其特 征在于， 包括： 参数获取单元， 用于获取目标电力系统 的参数集合， 其中， 所述参数集合包括至少一个权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115544787 A 3