一種基于母線電壓頻率的失步振蕩解列判據(jù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于母線電壓頻率的失步振蕩解列判據(jù)，本發(fā)明依據(jù)的是失步振蕩時(shí)的電壓頻率特性：失步中心兩側(cè)電壓頻率軌跡變化相反，且兩側(cè)頻差的絕對(duì)值先增大后減小，存在極大值，而失步中心遷移場(chǎng)景下，失步中心兩側(cè)母線電壓頻差過零，出現(xiàn)反向?；诖耍ㄟ^計(jì)算支路兩側(cè)的母線電壓頻差，母線電壓頻差增量和母線電壓頻率增量判別失步振蕩中心，該判據(jù)實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，可以適應(yīng)失步中心的遷移，且不受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的限制，在半個(gè)失步周期內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)失步中心的定位。
【專利說明】-種基于母線電壓頻率的失步振蕩解列判據(jù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)緊急控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及適應(yīng)大電網(wǎng)隔離斷面復(fù)雜特點(diǎn)的嚴(yán) 重事故隔離判據(jù)問題，具體涉及一種基于母線電壓頻率的失步振蕩解列判據(jù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)長(zhǎng)距離、大容量、互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展，區(qū)域之間的電力交換不斷增強(qiáng)，為我 國(guó)帶來了巨大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。但是由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式復(fù)雜度的提高，導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā) 生連鎖故障甚至大停電事故的風(fēng)險(xiǎn)增加。失步解列作為系統(tǒng)第三道防線的重要組成部分， 對(duì)防止電網(wǎng)崩潰和大面積停電事故具有重要意義。當(dāng)前，失步解列裝置以捕捉失步振蕩中 心作為核心判別手段，因此對(duì)失步解列判據(jù)的研究成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。
[0003] 在系統(tǒng)失步過程中，失步振蕩中心作為系統(tǒng)的電壓最低點(diǎn)，具有線路有功周期性 過零、勢(shì)能最大、兩側(cè)無功總體向中心注入以及兩側(cè)母線電壓相角差在0-360°周期性連續(xù) 變化等電氣量特性。相應(yīng)的，實(shí)際的失步解列裝置以此為依據(jù)定位失步中心并衍生出不同 的失步解列判據(jù)。按照失步振蕩中心是否發(fā)生遷移，現(xiàn)有的判據(jù)在適應(yīng)度上存在不同程度 的問題：
[0004] (1)當(dāng)系統(tǒng)振蕩模式比較單一，振蕩中心不發(fā)生遷移。ucosct判據(jù)反映電壓最低 點(diǎn)，通過UC0S Φ軌跡在失步周期內(nèi)逐級(jí)穿越7個(gè)區(qū)域捕捉失步振蕩中心，可以準(zhǔn)確地識(shí)別 失步中心出現(xiàn)的時(shí)刻，但是難以判定失步中心的具體位置；相位角判據(jù)依據(jù)失步時(shí)相角的 變化規(guī)律，雖然能夠明確失步中心的方向，但無法獲知失步中心的詳細(xì)位置；視在阻抗軌跡 判據(jù)和阻抗角判據(jù)都是依據(jù)失步斷面有功周期性過零原理，但非失步中心線路也會(huì)出現(xiàn)有 功過零現(xiàn)象，容易造成裝置誤判；無功功率積分判據(jù)通過對(duì)失步周期內(nèi)的聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)的無 功進(jìn)行積分計(jì)算判別失步中心，但受限于積分起點(diǎn)難以選擇及積分周期不易確定，缺乏實(shí) 用性。因此，實(shí)際失步解列裝置大都采取復(fù)合判據(jù)以達(dá)到更好的可靠性；
[0005] (2)失步中心因系統(tǒng)振蕩模式等原因在多個(gè)斷面間快速動(dòng)態(tài)遷移。大量仿真及 實(shí)際運(yùn)行事故分析研究表明，大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)失步后，上述判據(jù)的適應(yīng)性進(jìn)一步降低。如： ucosct判據(jù)由于軌跡缺乏完整性，具體表現(xiàn)為軌跡僅僅穿越較少的區(qū)域無法達(dá)到動(dòng)作門 限，造成拒動(dòng)作；視在阻抗軌跡判據(jù)和阻抗角判據(jù)對(duì)出現(xiàn)的多個(gè)有功周期過零點(diǎn)頻繁記錄 并啟動(dòng)，易造成誤判。即便采用復(fù)合判據(jù)也無法從根本上解決這些固有問題，失步中心的遷 移行為對(duì)失步解列裝置的正常動(dòng)作帶來巨大挑戰(zhàn)，可能造成嚴(yán)重后果。
[0006] 因此，為了實(shí)時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別與定位失步中心，較好地應(yīng)對(duì)失步中心的動(dòng)態(tài)遷移，是目 前亟待解決的新問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于母線電壓頻率的失步振蕩解列 判據(jù)。
[0008] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于母線電壓頻率的失步振蕩解列判據(jù)，其特 征在于，包括以下步驟：
[0009] 步驟1 :采集支路兩側(cè)的母線電壓頻率ω#和c〇u2 t，取計(jì)算步長(zhǎng)為tstep，并計(jì)算：
[0010] Aul2, t = ω ul，t- ω u2, t (式壹）
[0011] 步驟2 :計(jì)算支路兩側(cè)的母線電壓頻差增量BU1M和Απ.，以及母線電壓頻率增 量 Cul，t 和 c&t:
[0012] 氏12,，_ - (式威）
[0013] ?(/ = 1,2)(式叁）
[0014] 步驟3 :判斷是否同時(shí)滿足式肆和式伍？
[0015] Bul2 t>0(式肆）
[0016] Cul, t · Cu2, t 彡 0 (式伍）
[0017] 若是，則順序執(zhí)行下述步驟4 ;
[0018] 若否，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1 ;
[0019] 步驟4 :基于母線電壓頻率的失步解列判據(jù)啟動(dòng)；
[0020] 步驟5 :判斷是否同時(shí)滿足式肆、式伍和式陸？
[0021] B"iu ' Bu\i,i+tm〇r, < 0 ( ?ζβτ-- )
[0022] 若是，則順序執(zhí)行下述步驟6 ;
[0023] 若否，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1 ;
[0024] 步驟6 :則失步中心位于該條支路上；
[0025] 步驟7 :判斷失步中心構(gòu)成的斷面是否為可解列斷面？
[0026] 若是，則順序執(zhí)行下述步驟9 ;
[0027] 若否，則順序執(zhí)行下述步驟8 ;
[0028] 步驟8 :判斷是否滿足式柒？
[0029] <〇 (式柴）
[0030] 若是，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1 ;
[0031] 若否，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟7 ;
[0032] 步驟9 :根據(jù)實(shí)際情況確定時(shí)間節(jié)點(diǎn)，發(fā)出解列命令，實(shí)施解列操作。
[0033] 本發(fā)明根據(jù)失步過程中失步中心兩側(cè)電壓頻率在一個(gè)失步周期內(nèi)具有兩個(gè)特點(diǎn)： 1)電壓頻率軌跡變化相反；2)支路兩側(cè)母線電壓頻差的絕對(duì)值先增大后減小，存在極大 值；提出了基于母線電壓頻率的失步解列判據(jù)。
[0034] 因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0035] 1.實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，可以適應(yīng)失步中心的遷移；
[0036] 2.不受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的限制，在半個(gè)失步周期內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)失步中心的定 位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 圖1 :是本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
[0038] 圖2 :是本發(fā)明實(shí)施例中某實(shí)際區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)500kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)圖。
[0039] 圖3 :是本發(fā)明實(shí)施例中以某實(shí)際區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)為例發(fā)電機(jī)相對(duì)功角曲線。
[0040] 圖4:是本發(fā)明實(shí)施例中以某實(shí)際區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)為例解列后主網(wǎng)某支路有功曲 線。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā) 明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0042] 請(qǐng)見圖1，是本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，請(qǐng)見圖2,是本發(fā)明實(shí)施例中某實(shí)際區(qū)域互 聯(lián)電網(wǎng)500kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)圖，該電網(wǎng)共包含六個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，其中，HB區(qū)、HUN區(qū)、HN區(qū)和JX區(qū) 稱作主網(wǎng)區(qū)域。SC區(qū)、CQ區(qū)和HB區(qū)之間是兩回線構(gòu)成的雙通道，三個(gè)區(qū)域分別有148、20 和87臺(tái)發(fā)電機(jī)，某運(yùn)行方式下，SC區(qū)向CQ區(qū)送電4578麗，CQ區(qū)向HB區(qū)送電2044MW。
[0043] Os時(shí)，SC區(qū)支路L JS-SZ上發(fā)生三相短路接地故障，0. 19s時(shí)故障切除，發(fā)電機(jī)的 相對(duì)功角曲線請(qǐng)見圖3 (以HB區(qū)DJ機(jī)組為參考機(jī)）。
[0044] 請(qǐng)見圖3,1. 21s左右SC區(qū)、CQ區(qū)主要機(jī)組和主網(wǎng)區(qū)域機(jī)組功角擺開，失去穩(wěn)定。 CQ區(qū)部分機(jī)組同調(diào)性的改變導(dǎo)致全網(wǎng)振蕩模式的變化，從而引起失步中心的遷移，監(jiān)測(cè)支 路兩側(cè)母線電壓相角差可以發(fā)現(xiàn)，失步振蕩中心在支路L ZJB-LS和L ZJB-ES上快速來回 遷移，而支路L WX-LQ在2. 55s左右才出現(xiàn)失步中心。
[0045] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于母線電壓頻率的電力系統(tǒng)失步解列判據(jù)， 包括以下步驟：
[0046] 步驟1 :采集支路L ZJB-LS、L ZJB-ES和L WX-LQ兩側(cè)的母線電壓頻率c〇ul t和 ωυ2，?，取計(jì)算步長(zhǎng)為tstep，本例中設(shè)為〇. 01，并計(jì)算：
[0047] Aul2，t = c〇ul，t-c〇u2，t (式宣）
[0048] 步驟2 :計(jì)算支路兩側(cè)的母線電壓頻差增量BU1M和&2^,,，以及母線電壓頻率增 量 Cul，t 和 c&t:
[0049] 盡,12,，=4,1：2,，?卜|4,12.，| (式威）
[0050] G = 12)(式春)
[0051] 步驟3 :判斷是否同時(shí)滿足式肆和式伍？
[0052] Bul2 t>0(式肆）
[0053] Cul，t.Cu2，t 彡 0(式伍）
[0054] 若是，則順序執(zhí)行下述步驟4 ;
[0055] 若否，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1 ;
[0056] 步驟4 :基于母線電壓頻率的失步解列判據(jù)啟動(dòng)；
[0057] 本實(shí)施例，計(jì)算給出部分時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)，上述支路兩側(cè)母線電壓頻差和母線電壓頻 率增量，用于說明失步中心的定位情況，如表1所示。
[0058] 表1支路兩側(cè)母線電壓頻差和母線電壓頻率增量表
[0059]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于母線電壓頻率的失步振蕩解列判據(jù)，其特征在于，包括以下步驟：步驟1 : 采集支路兩側(cè)的母線電壓頻率《^^和《At，取計(jì)算步長(zhǎng)為tstep，并計(jì)算： Aul2，t= ωυ1，·Τωυ2,1 (式壹) 步驟2 :計(jì)算支路兩側(cè)的母線電壓頻差增量Bul2it，以及母線電壓頻率增量 Cui，t 和 Cu2, t : C",歷""(' 二 1，2)(式春） 步驟3 :判斷是否同時(shí)滿足式肆和式伍？ Bul2，t>0(式肆） Cul,t*Cu2,t<0(式伍） 若是，則順序執(zhí)行下述步驟4; 若否，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1 ; 步驟4 :基于母線電壓頻率的失步解列判據(jù)啟動(dòng)； 步驟5 :判斷是否同時(shí)滿足式肆、式伍和式陸？ < 0 (式陸） 若是，則順序執(zhí)行下述步驟6; 若否，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1 ; 步驟6 :則失步中心位于該條支路上； 步驟7 :判斷失步中心構(gòu)成的斷面是否為可解列斷面？ 若是，則順序執(zhí)行下述步驟9; 若否，則順序執(zhí)行下述步驟8; 步驟8:判斷是否滿足式柒？ 4<12,i ' 師 < 〇 (式柴) 若是，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟1 ; 若否，則回轉(zhuǎn)執(zhí)行所述的步驟7 ; 步驟9 :根據(jù)實(shí)際情況確定時(shí)間節(jié)點(diǎn)，發(fā)出解列命令，實(shí)施解列操作。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104091087SQ201410351687
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】唐飛, 楊健, 廖清芬, 王乙斐, 魏溯, 郭珂, 周慧芝 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)