一種基于實(shí)測(cè)響應(yīng)信息的電力系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別方法【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于實(shí)測(cè)響應(yīng)信息的電力系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別方法，判斷功角失穩(wěn)現(xiàn)象和電壓失穩(wěn)現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的主導(dǎo)失穩(wěn)模式，為后續(xù)暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制提供決策依據(jù)，包括：確定多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)的輸電斷面；獲取輸電斷面的實(shí)時(shí)量測(cè)信息；根據(jù)實(shí)時(shí)量測(cè)信息計(jì)算能反映系統(tǒng)失穩(wěn)模式的主導(dǎo)系統(tǒng)變量；根據(jù)主導(dǎo)系統(tǒng)變量計(jì)算主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)；根據(jù)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)確定系統(tǒng)的主導(dǎo)失穩(wěn)模式。該方法完全基于實(shí)時(shí)量測(cè)信息，充分考慮了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，能準(zhǔn)確識(shí)別功角失穩(wěn)現(xiàn)象和電壓失穩(wěn)現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的主導(dǎo)失穩(wěn)模式?！緦?zhuān)利說(shuō)明】一種基于實(shí)測(cè)響應(yīng)信息的電力系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于實(shí)測(cè)響應(yīng)信息的電力系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別方法。【
背景技術(shù)：
】[0002]暫態(tài)功角失穩(wěn)與暫態(tài)電壓失穩(wěn)是故障后系統(tǒng)在暫態(tài)過(guò)程中的兩種表現(xiàn)形式。當(dāng)系統(tǒng)失穩(wěn)時(shí)，功角失穩(wěn)有可能引起電壓崩潰，電壓崩潰也有可能引起功角失穩(wěn)。暫態(tài)功角穩(wěn)定問(wèn)題和暫態(tài)電壓穩(wěn)定問(wèn)題往往交織在一起，只從功角、電壓的表現(xiàn)形式上不易區(qū)分故障后系統(tǒng)的失穩(wěn)模式。然而，系統(tǒng)失穩(wěn)必然由一種失穩(wěn)模式為主導(dǎo)，不同的失穩(wěn)模式可能由于系統(tǒng)條件的變化相繼出現(xiàn)。功角失穩(wěn)和電壓失穩(wěn)在機(jī)理分析、穩(wěn)定控制措施等方面有著本質(zhì)的不同。因此，對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)而言，在檢測(cè)出系統(tǒng)的失穩(wěn)狀態(tài)后，必須進(jìn)一步明確系統(tǒng)的主導(dǎo)失穩(wěn)模式，才能確保暫態(tài)控制措施的有效性。系統(tǒng)失穩(wěn)狀態(tài)的檢測(cè)，主要依賴(lài)于失穩(wěn)判據(jù)，目前已經(jīng)發(fā)展了多種功角失穩(wěn)與電壓失穩(wěn)的工程實(shí)用判據(jù)和理論判據(jù)。這些判據(jù)的發(fā)展，為后續(xù)系統(tǒng)失穩(wěn)模式的主導(dǎo)性識(shí)別奠定了基礎(chǔ)。[0003]失穩(wěn)模式的主導(dǎo)性識(shí)別，有必要將功角穩(wěn)定問(wèn)題和電壓穩(wěn)定問(wèn)題作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行分析，而不能孤立的去看待。近年來(lái)，已有不少文獻(xiàn)對(duì)功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的相關(guān)性進(jìn)行了研究并提出了不同的主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別方法。如基于戴維南等值參數(shù)跟蹤，可以得到電壓失穩(wěn)和功角失穩(wěn)的判別方法，通過(guò)故障后的戴維南等值參數(shù)變化，判斷系統(tǒng)的失穩(wěn)模式?；诎l(fā)電機(jī)矩陣和負(fù)荷矩陣的概念，根據(jù)矩陣特征根變化與系統(tǒng)失穩(wěn)模式之間的關(guān)系，可以得到判斷系統(tǒng)電壓失穩(wěn)和功角失穩(wěn)的方法。在統(tǒng)一能量函數(shù)框架下研究功角穩(wěn)定與電壓穩(wěn)定問(wèn)題，建立了I類(lèi)不穩(wěn)定平衡點(diǎn)(UEP—unstableequilibriumpoint)與不同失穩(wěn)模式之間的關(guān)系，提出了電壓穩(wěn)定模式的UEP和功角穩(wěn)定模式的UEP,以此區(qū)分系統(tǒng)的失穩(wěn)模式。此外，為正確區(qū)分功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，IEEE/CIGRE在電力系統(tǒng)穩(wěn)定定義及分類(lèi)報(bào)告中給出了解釋:功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的區(qū)分并不是基于有功功率/功角和無(wú)功功率/電壓幅值之間的弱耦合關(guān)系，功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定都受到擾動(dòng)前有功和無(wú)功潮流的影響，兩種穩(wěn)定應(yīng)該基于經(jīng)受持續(xù)不平衡的一組特定相反作用力以及隨后發(fā)生不穩(wěn)定時(shí)的主導(dǎo)系統(tǒng)變量加以區(qū)分?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0004]本發(fā)明涉及一種基于實(shí)測(cè)響應(yīng)信息的電力系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別方法，判斷功角失穩(wěn)現(xiàn)象和電壓失穩(wěn)現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的主導(dǎo)失穩(wěn)模式，為后續(xù)暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制提供決策依據(jù)，該方法包括:[0005]步驟SI，通過(guò)WAMS量測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的信息確定故障后所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)的輸電斷面；[0006]步驟S2，以T為采樣周期通過(guò)所述WAMS量測(cè)系統(tǒng)周期性的獲取能夠反映所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息；[0007]步驟S3，根據(jù)所述輸電斷面特征信息，計(jì)算能反映系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式的兩種主導(dǎo)系統(tǒng)變量；[0008]步驟S4，根據(jù)計(jì)算所得到的主導(dǎo)系統(tǒng)變量，計(jì)算主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)；[0009]步驟S5，根據(jù)所述主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)S，判斷兩種主導(dǎo)系統(tǒng)變量是否相等，是，主導(dǎo)失穩(wěn)模式無(wú)法識(shí)別，執(zhí)行步驟S6;否，判斷出主導(dǎo)失穩(wěn)模式為功角失穩(wěn)或電壓失穩(wěn)；[0010]步驟S6，當(dāng)無(wú)法判斷所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)在故障后i時(shí)刻的主導(dǎo)失穩(wěn)模式時(shí)，設(shè)置i的值為i=i+T，執(zhí)行步驟SI。[0011]進(jìn)一步地，所述步驟SI中，通過(guò)WAMS量測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的信息確定故障后所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)的輸電斷面時(shí)，輸電斷面應(yīng)當(dāng)位于失去同步的送受端兩區(qū)域系統(tǒng)之間。[0012]進(jìn)一步地，所述步驟S2中，依據(jù)WAMS量測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的信息確定故障后系統(tǒng)的輸電斷面所包含的聯(lián)絡(luò)線。當(dāng)聯(lián)絡(luò)線有多條時(shí)，取失穩(wěn)聯(lián)絡(luò)線上的信息作為動(dòng)態(tài)特征信息。所述輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息包括不同時(shí)刻輸電斷面上失穩(wěn)聯(lián)絡(luò)線的有功功率、聯(lián)絡(luò)線首末端電壓幅值及聯(lián)絡(luò)線首末端電壓相角；其中，故障后第i時(shí)刻輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的有功功率為P聯(lián)絡(luò)線首末端電壓相角分別為孓、武2，聯(lián)絡(luò)線首末端電壓幅值分別為G、K”[0013]進(jìn)一步地，所述步驟S2中，從故障后開(kāi)始通過(guò)所述WAMS量測(cè)系統(tǒng)周期性的獲取能夠反映多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的聯(lián)絡(luò)斷面動(dòng)態(tài)特征信息，所述聯(lián)絡(luò)斷面動(dòng)態(tài)特征信息的采樣周期T與所述WAMS量測(cè)系統(tǒng)中的PMU測(cè)量單元的采樣周期相同；[0014]進(jìn)一步地，所述步驟S3中，據(jù)所述輸電斷面特征信息，計(jì)算能反映系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式的主導(dǎo)系統(tǒng)變量，計(jì)算方法如下:[0015]故障后第i時(shí)刻和第i_T時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的有功功率分別為&和P1則i時(shí)刻第k條聯(lián)絡(luò)線的有功功率變化量ΔΡ,為:[0016]'[0017]故障后第i時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓幅值分別為G和G,故障后第1-T時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓幅值分別為^和65，則i時(shí)刻第k條聯(lián)絡(luò)線首末端電壓幅值變化量AG和Δ&分別為:[0018]Mtl=Vtl-V^?-V-[0019]故障后第i時(shí)刻和第1-T時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓相角差Λ和名彳分別為:[0020]Sk=Skl-Sk2dk=Skx-Sk2[0021]則故障后第i時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓相角差的變化量為:[0022]=δ.-δ.-[0023]則第i時(shí)刻能反映系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式的主導(dǎo)系統(tǒng)變量叫和M分別為:【權(quán)利要求】1.一種基于實(shí)測(cè)響應(yīng)信息的電力系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別方法，判斷多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)在故障后的主導(dǎo)失穩(wěn)模式，其特征在于，所述方法包括:步驟SI，通過(guò)WAMS量測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的信息確定故障后所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)的輸電斷面；步驟S2，以T為采樣周期通過(guò)所述WAMS量測(cè)系統(tǒng)周期性的獲取能夠反映所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息；步驟S3，根據(jù)所述輸電斷面特征信息，計(jì)算能反映系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式的兩種主導(dǎo)系統(tǒng)變量；步驟S4，根據(jù)所述主導(dǎo)系統(tǒng)變量，計(jì)算主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)S；步驟S5，根據(jù)所述主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)S，判斷兩種主導(dǎo)系統(tǒng)變量是否相等，是，主導(dǎo)失穩(wěn)模式無(wú)法識(shí)別，執(zhí)行步驟S6;否，判斷出主導(dǎo)失穩(wěn)模式為功角失穩(wěn)或電壓失穩(wěn)；步驟S6，當(dāng)無(wú)法判斷所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)在故障后i時(shí)刻的主導(dǎo)失穩(wěn)模式時(shí)，設(shè)置i的值為i=i+T，執(zhí)行步驟SI。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟SI中，通過(guò)WAMS量測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的信息確定故障后所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)的輸電斷面時(shí)，輸電斷面位于失去同步的送受端系統(tǒng)之間。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，依據(jù)WAMS量測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的信息確定故障后所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)的輸電斷面所包含的聯(lián)絡(luò)線，當(dāng)聯(lián)絡(luò)線有多條時(shí)，取失穩(wěn)聯(lián)絡(luò)線上的信息作為輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息。4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息包括不同時(shí)刻輸電斷面上失穩(wěn)聯(lián)絡(luò)線的有功功率、聯(lián)絡(luò)線首末端電壓幅值及相角；其中，故障后第i時(shí)刻輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的有功功率為6，聯(lián)絡(luò)線首末端電壓幅值分別力K、K聯(lián)絡(luò)線首末端電壓相角分別為&、I5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，從故障后開(kāi)始通過(guò)所述WAMS量測(cè)系統(tǒng)周期性的獲取能夠反映所述多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息，所述輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息的采樣周期T與所述WAMS量測(cè)系統(tǒng)中的PMU測(cè)量單元的采樣周期相同。6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S3中，根據(jù)所述輸電斷面動(dòng)態(tài)特征信息，計(jì)算能反映系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式的主導(dǎo)系統(tǒng)變量的方法如下:故障后第i時(shí)刻和第i_T時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的有功功率分別力P和P:kT，則i時(shí)刻第k條聯(lián)絡(luò)線的有功功率變化量ΔΡ,為:故障后第i時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓幅值分別為G和G2，故障后第1-T時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓幅值分別為吃<和Cf，則i時(shí)刻第k條聯(lián)絡(luò)線首末端電壓幅值變化量AKjPAK分別為:^L=Vil-V-1=K故障后第i時(shí)刻和第1-T時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓相角差6和>分別為:cic*i?.?—Τ?*?—Τc'i—T=^kX—^k2=^kl-則故障后第i時(shí)刻所述輸電斷面上第k條聯(lián)絡(luò)線的首末端電壓相角差的變化量為:^δ[=δ{-δ[:τ則第i時(shí)刻能反映系統(tǒng)主導(dǎo)失穩(wěn)模式的主導(dǎo)系統(tǒng)變量AZi5和^吃分別為:^Hs=^^-cos(4-a)_AS1k^Ph=(|^AIsina+|^jsm(0'^-a)).AV^1+|^j-sin(c>{-a、'KV1kl其中，Zk為第k條聯(lián)絡(luò)線線路阻抗，α為阻抗角的余角，Zk=R2+jX2=|Z|ZarctgX2/Rs,a=Ji/^-arctgXs/Rj；。7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，根據(jù)計(jì)算所得到的主導(dǎo)系統(tǒng)變量，計(jì)算主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)S的方法為:?_丨μΚI_|^-APi|+|Aii；-APJiI8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S5中，根據(jù)主導(dǎo)失穩(wěn)模式識(shí)別指標(biāo)S，判斷系統(tǒng)的主導(dǎo)失穩(wěn)模式方法為:當(dāng)時(shí)，功角失穩(wěn)為主導(dǎo)失穩(wěn)模式；當(dāng)時(shí)，電壓失穩(wěn)為主導(dǎo)失穩(wěn)模式；當(dāng)S=|時(shí)，此時(shí)兩種主導(dǎo)系統(tǒng)變量相等，即多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)處于臨界狀態(tài)，多機(jī)互聯(lián)電力系統(tǒng)的主導(dǎo)失穩(wěn)模式無(wú)法識(shí)別，等到下一時(shí)刻進(jìn)行判斷。【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103632043SQ201310582555【公開(kāi)日】2014年3月12日申請(qǐng)日期:2013年11月19日優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日【發(fā)明者】湯涌,吳為,孫華東,何劍,林偉芳申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司,中國(guó)電力科學(xué)研究院