電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法，屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明基于暫態(tài)安全穩(wěn)定量化分析理論和方法，在量化評(píng)估系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、發(fā)電機(jī)投/退、發(fā)電出力變化對(duì)故障后暫態(tài)穩(wěn)定模式、裕度影響的基礎(chǔ)上，提出負(fù)荷功率、直流系統(tǒng)變化對(duì)預(yù)想故障后暫態(tài)穩(wěn)定裕度影響的量化估算方法，進(jìn)而篩選出暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索的觸發(fā)故障集，針對(duì)每一個(gè)預(yù)想觸發(fā)故障進(jìn)行暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索和關(guān)聯(lián)交流斷面的識(shí)別。本發(fā)明能為大電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)想故障快速篩選、防御交直流混聯(lián)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定模式的惡性演化提供技術(shù)支持，保持電網(wǎng)穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，更準(zhǔn)確地說(shuō)本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]遠(yuǎn)距離、大容量、跨大區(qū)交直流互聯(lián)電網(wǎng)的建設(shè)，在取得巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也使得各級(jí)電網(wǎng)相互影響、相互作用進(jìn)一步增強(qiáng)，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行一體化特征和交互影響更為顯著，互聯(lián)電網(wǎng)建設(shè)過(guò)渡期間，系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題突出，直流系統(tǒng)與薄弱交流斷面間、多個(gè)交流斷面間耦合特性明顯，隨著運(yùn)行方式和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的變化，存在故障后針對(duì)某一暫態(tài)失穩(wěn)模式的控制措施會(huì)導(dǎo)致另一暫態(tài)模式相繼失穩(wěn)的現(xiàn)象，極端情況下故障后暫態(tài)失穩(wěn)導(dǎo)致交流斷面解列后可能會(huì)激發(fā)新的暫態(tài)失穩(wěn)模式。這些因素均給電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析與控制帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。如何充分利用現(xiàn)有的在線系統(tǒng)，實(shí)時(shí)評(píng)估當(dāng)前方式下面臨的暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式，并識(shí)別強(qiáng)相關(guān)的交流斷面對(duì)防御大電網(wǎng)暫態(tài)失穩(wěn)模式惡性演化帶來(lái)的停電事故具有重要意義。
[0003]專(zhuān)利申請(qǐng)“電力系統(tǒng)在線暫態(tài)安全穩(wěn)定評(píng)估預(yù)想故障篩選方法”(201110279948.1)基于電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定量化分析理論(EEAC)量化評(píng)估系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、發(fā)電機(jī)投/退、發(fā)電出力變化對(duì)單一故障下不同穩(wěn)定模式裕度的影響，進(jìn)而在考慮穩(wěn)定裕度隨時(shí)間下降的特性下估算當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下各模式暫態(tài)穩(wěn)定裕度的變化，確定當(dāng)前方式下的穩(wěn)定模式。但是該方法沒(méi)有進(jìn)一步考慮負(fù)荷功率、直流系統(tǒng)功率變化對(duì)預(yù)想故障后暫態(tài)穩(wěn)定裕度的影響，也沒(méi)有給出在線當(dāng)前方式下系統(tǒng)潛在的暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面的識(shí)別的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，給出在線當(dāng)前方式下系統(tǒng)潛在的暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面的識(shí)別方法，為大電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)想故障快速篩選、防御交直流混聯(lián)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定模式的惡性演化提供技術(shù)支持。
[0005]本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上新增了負(fù)荷功率、直流系統(tǒng)功率變化對(duì)預(yù)想故障后暫態(tài)穩(wěn)定裕度影響的量化估算。本發(fā)明基于前后兩次方式系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化對(duì)預(yù)想故障集中各故障暫態(tài)穩(wěn)定裕度影響的量化估算，在龐大的預(yù)想事故空間中篩選出需要重點(diǎn)關(guān)注的暫態(tài)穩(wěn)定初始預(yù)想故障集，并通過(guò)時(shí)域仿真精確量化分析篩選暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索的觸發(fā)故障集，在此基礎(chǔ)上考慮故障后安控的正確動(dòng)作、拒動(dòng)、失效及相關(guān)元件、裝置相繼動(dòng)作等因素進(jìn)行暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別，為應(yīng)對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)提供技術(shù)基礎(chǔ)。
[0006]具體地說(shuō)，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括下列步驟:
[0007]I)若不存在前一次在線分析結(jié)果，則根據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則的規(guī)定結(jié)合電網(wǎng)離線特性分析，確定需要分析的初始故障集；[0008]若存在前一次在線分析結(jié)果，則基于前一次在線分析結(jié)果，量化估算當(dāng)前方式系統(tǒng)狀態(tài)變化對(duì)穩(wěn)定裕度的影響，篩選出需要分析的初始故障集；
[0009]2)針對(duì)步驟I)中篩選出的初始故障集進(jìn)行時(shí)域仿真，量化評(píng)估各預(yù)想故障的模式及穩(wěn)定裕度，將穩(wěn)定裕度小于門(mén)檻值的故障確定為暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索的觸發(fā)故障集；
[0010]3)針對(duì)步驟2)中確定的觸發(fā)故障集，基于時(shí)域仿真的方法，考慮模擬故障后的安控正確動(dòng)作、拒動(dòng)、失效以及相關(guān)元件、裝置的相繼動(dòng)作特性，進(jìn)行暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式的搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面的識(shí)別，所述關(guān)聯(lián)交流斷面即為暫態(tài)失穩(wěn)相繼事故鏈中各失穩(wěn)模式對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵交流斷面。
[0011]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于:所述步驟I)中，在存在前一次在線分析結(jié)果的情況下篩選需要分析的初始故障集的過(guò)程，包括以下步驟:
[0012]1-1)基于前一次在線分析結(jié)果，獲得前一次在線分析時(shí)每個(gè)預(yù)想故障下的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式、穩(wěn)定裕度、發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定參與因及主導(dǎo)模式臨界群和余下群等值機(jī)組間的電氣距離，記為矩陣(I)的形式:
【權(quán)利要求】
1.電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)若不存在前一次在線分析結(jié)果，則根據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則的規(guī)定結(jié)合電網(wǎng)離線特性分析，確定需要分析的初始故障集； 若存在前一次在線分析結(jié)果，則基于前一次在線分析結(jié)果，量化估算當(dāng)前方式系統(tǒng)狀態(tài)變化對(duì)穩(wěn)定裕度的影響，篩選出需要分析的初始故障集； 2)針對(duì)步驟I)中篩選出的初始故障集進(jìn)行時(shí)域仿真，量化評(píng)估各預(yù)想故障的模式及穩(wěn)定裕度，將穩(wěn)定裕度小于門(mén)檻值的故障確定為暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索的觸發(fā)故障集； 3)針對(duì)步驟2)中確定的觸發(fā)故障集，基于時(shí)域仿真的方法，考慮模擬故障后的安控正確動(dòng)作、拒動(dòng)、失效以及相關(guān)元件、裝置的相繼動(dòng)作特性，進(jìn)行暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式的搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面的識(shí)別，所述關(guān)聯(lián)交流斷面即為暫態(tài)失穩(wěn)相繼事故鏈中各失穩(wěn)模式對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵交流斷面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟I)中，在存在前一次在線分析結(jié)果的情況下篩選需要分析的初始故障集，包括以下步驟: 1-1)基于前一次在線分析結(jié)果，獲得前一次在線分析時(shí)每個(gè)預(yù)想故障下的暫態(tài)功角穩(wěn)定模式、功角穩(wěn)定裕度、發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定參與因及主導(dǎo)模式臨界群和余下群等值機(jī)組間的電氣距離，記為矩陣(I)的形式:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟2)中，暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索的觸發(fā)故障集的選取，包括以下步驟: 2-1)若有基于前一次在線分析的暫態(tài)穩(wěn)定裕度量化估算結(jié)果，則對(duì)篩選出的初始故障集進(jìn)行時(shí)域仿真，量化評(píng)估各預(yù)想故障的模式及穩(wěn)定裕度，將穩(wěn)定裕度小于門(mén)檻值的故障確定為暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索的觸發(fā)故障集；2-2)若不存在前一次在線分析結(jié)果，則對(duì)篩選出的初始故障集進(jìn)行時(shí)域仿真，量化評(píng)估各預(yù)想故障的模式及穩(wěn)定裕度，將穩(wěn)定裕度小于零的故障確定為暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索的觸發(fā)故障集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)暫態(tài)相繼失穩(wěn)模式搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟3)中，暫態(tài)失穩(wěn)相繼模式的搜索及關(guān)聯(lián)交流斷面的識(shí)別，包括以下步驟: 3-1)對(duì)預(yù)想故障場(chǎng)景進(jìn)行時(shí)域仿真，識(shí)別暫態(tài)穩(wěn)定主導(dǎo)模式及各發(fā)電機(jī)的參與因子，并計(jì)算其裕度，若裕度小于等于零則轉(zhuǎn)向3-2)，若裕度大于零則轉(zhuǎn)向3-3)； 3-2)對(duì)于失穩(wěn)的故障場(chǎng)景，利用臨界群發(fā)電機(jī)組的參與因子及其對(duì)交流元件的有功功率靈敏度識(shí)別關(guān)鍵交流斷面，在此基礎(chǔ)上考慮是否有安控動(dòng)作，若有安控動(dòng)作則轉(zhuǎn)向3-1)，若安控拒動(dòng)、失效，則解列關(guān)鍵交流斷面，轉(zhuǎn)向3-1)； 3-3)對(duì)于穩(wěn)定的故障場(chǎng)景，則考慮是否會(huì)導(dǎo)致相關(guān)元件、裝置相繼動(dòng)作，若有相繼動(dòng)作發(fā)生則轉(zhuǎn)向3-1)繼續(xù)進(jìn)行搜索，若無(wú)相繼動(dòng)作發(fā)生，則轉(zhuǎn)向3-4)輸出結(jié)果； 3-4)輸出搜索到的暫態(tài)相繼失穩(wěn)事故鏈、失穩(wěn)模式及暫態(tài)失穩(wěn)相繼事故鏈中各失穩(wěn)模式對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵交流斷面，所述暫態(tài)失穩(wěn)相繼事故鏈中各失穩(wěn)模式對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵交流斷面即為關(guān)聯(lián)交流斷面。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103514365SQ201310349948
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】李威, 任先成, 薛禹勝, 方勇杰, 薛峰, 常海軍, 董宸, 李兆偉, 袁虎玲, 黨杰, 徐友平, 李勇 申請(qǐng)人:南京南瑞集團(tuán)公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司華中分部