專利名稱：電力系統(tǒng)失步振蕩的振蕩中心捕捉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)失步振蕩的振蕩中心的捕捉方法，應(yīng)用于安全穩(wěn)定控制系統(tǒng) 中在系統(tǒng)失步判別時(shí)的振蕩中心捕捉。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)在遭遇嚴(yán)重故障或多重性事故時(shí)可能失去同步，電力系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩 時(shí)一定有一個(gè)振蕩中心，當(dāng)兩端電壓相位差從初始值逐步增加并超過(guò)180度，表明電網(wǎng)已 經(jīng)失步，且振蕩中心位于兩側(cè)的母線之間。振蕩中心一側(cè)的同調(diào)機(jī)群頻率高于平均頻率，另 一側(cè)同調(diào)機(jī)群頻率低于平均頻率，如果假設(shè)兩側(cè)等值機(jī)組的電勢(shì)近似相等，那么振蕩中心 的位置在系統(tǒng)阻抗的中點(diǎn)附近。掌握振蕩中心的具體位置對(duì)確定系統(tǒng)的失步振蕩模式、選 擇解列點(diǎn)至關(guān)重要。目前大量應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)工程實(shí)踐中的振蕩解列裝置原理主要有視在阻抗 軌跡解列判據(jù)、uc0S(p軌跡解列判據(jù)以及電壓與電流之間相位角解列判據(jù)，其基本原理分別 簡(jiǎn)述如下(1)視在阻抗循序判別原理的失步判據(jù)，該方法是通過(guò)測(cè)量阻抗的變化軌跡，得出 相應(yīng)的失步判據(jù)。根據(jù)阻抗變化軌跡區(qū)分失步振蕩、同步振蕩以及及短路故障。這種原理 從理論上講直接反應(yīng)的是兩個(gè)等值機(jī)組之間功角的變化。(2) ucoscp判別原理的失步判據(jù)，該方法是利用裝置安裝處采集到的電壓和電流計(jì) 算得到ucoscp來(lái)代表振蕩中心的電壓，根據(jù)振蕩中心電壓的變化規(guī)律來(lái)區(qū)分失步振蕩、同步 振蕩以及短路故障。(3)電壓與電流之間相位角振蕩解列判據(jù)，該方法是利用裝置安裝處采集到的視 在阻抗角的變化軌跡判斷系統(tǒng)的失步特征。該判據(jù)能夠判斷出失步中心的位置方向。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和電網(wǎng)間聯(lián)系的日益緊密，出現(xiàn)了現(xiàn)有振蕩解列原理的不足 之處最多只能判別振蕩中心的方向，而不能判別振蕩中心的位置。這是所有分布安裝裝置 所無(wú)法解決的問(wèn)題，也是利用單一測(cè)點(diǎn)信息的失步判據(jù)原理的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電力系統(tǒng)失步振蕩的振蕩中心捕捉方法，能夠準(zhǔn)確、快 速地判別出電力系統(tǒng)失步后振蕩中心所在的位置。本發(fā)明技術(shù)方案如下電力系統(tǒng)失步振蕩的振蕩中心捕捉方法，選取電力系統(tǒng)中 多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，取測(cè)量點(diǎn)正序電壓相位為測(cè)量點(diǎn)相位，任意二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的相角差作為比 相區(qū)間(即二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的區(qū)間)的相角差，其特征如下相角差最先滿足式1或式2的 比相區(qū)間被判斷為振蕩中心所在的區(qū)間，即最小包涵振蕩中心的區(qū)間對(duì)于加速失步采用 式1判別振蕩中心位置θ > 180° + θ Q式 1其中，θ ^是起動(dòng)前(系統(tǒng)開(kāi)始振蕩前)區(qū)間電壓相角差，θ是區(qū)間實(shí)時(shí)相角差。
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在判出失步的各個(gè)比相區(qū)間中，最先滿足式1的區(qū)間，必然是最小包涵振蕩中心 的區(qū)間。同理，對(duì)于減速失步而言可采用式2判別振蕩中心位置θ < -180° + θ 0式 2其中，θ ^是起動(dòng)前(系統(tǒng)開(kāi)始振蕩前)比相區(qū)間電壓初始相角差，θ是比相區(qū)間 實(shí)時(shí)相角差；在判出失步的各個(gè)比相區(qū)間中，最先滿足式2的區(qū)間，必然是最小包涵振蕩中 心的區(qū)間?？傊?，相角差最先滿足式1或式2的比相區(qū)間被判斷為振蕩中心所在的區(qū)間，即最 小包涵振蕩中心的區(qū)間。θ > 180+ θ 0式 1θ < -180+ θ 0式 2其中，θ ^是起動(dòng)前(即系統(tǒng)開(kāi)始振蕩前)比相區(qū)間電壓相角差，θ是比相區(qū)間實(shí) 時(shí)相角差。假定有如圖1所示的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，振蕩中心在BC之間(相角差的范圍限定在0 360 度)。其中，圖1(a)為正常運(yùn)行時(shí)的各廠站正序電壓相位關(guān)系簡(jiǎn)圖，圖1(b)為振蕩到 180度時(shí)的各廠站正序電壓相位關(guān)系簡(jiǎn)圖，圖1 (c)振蕩超過(guò)180度時(shí)的各廠站正序電壓相 位關(guān)系簡(jiǎn)圖。假定AB⑶各廠站的正序電壓相位分別為ΘΑ、ΘΒ、θ。、ΘΒ，則各斷面的正序電壓實(shí) 時(shí)相位差為θ AB(AB之間)、Θ ac(AC之間)、θ ^(AD之間)、θ bc(BC之間)、θ bd(BD之間)、 0 0>(0)之間)。由圖1可見(jiàn)，對(duì)于加速失步，在正常運(yùn)行時(shí)，距離振蕩中心近的區(qū)間電壓相角差初 始值(即正常送電角)小，系統(tǒng)開(kāi)始振蕩后，到達(dá)180度時(shí)各個(gè)區(qū)間電壓相角差均相等(即 都是180度)，在越過(guò)180度之后距離振蕩中心近的區(qū)間電壓相角差反而比遠(yuǎn)離振蕩中心的 區(qū)間電壓相角差大?？梢?jiàn)在180度附近，越靠近振蕩中心的區(qū)間，其電壓相角差的變化速度越大，基于 此，對(duì)于加速失步而言，采用式1判別振蕩中心位置；對(duì)于減速失步而言可采用式2判別振 蕩中心位置總之，相角差最先滿足式1或式2的比相區(qū)間被判斷為振蕩中心所在的區(qū)間，即最 小包涵振蕩中心的區(qū)間。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明應(yīng)用于安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)中在系統(tǒng)失步判別時(shí)的振蕩 中心捕捉，可以快速可靠地判斷出最小包涵振蕩中心的區(qū)間，即檢出振蕩中心，解決失步解 列裝置之間的配合協(xié)調(diào)問(wèn)題。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1振蕩過(guò)程中母線電壓相位變化規(guī)律示意圖說(shuō)明A、B、C、D分別為系統(tǒng)上的四個(gè)測(cè)量點(diǎn)，即裝置安裝在此處，假定振蕩中心0點(diǎn)位于 BC之間。
圖1(a)表示系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)各點(diǎn)的電壓矢量關(guān)系，由該圖可見(jiàn)，此時(shí)的BC之間的 初始相角差θ O為Z BOC, BD之間的初始相角差θ 0為乂 BOD, Z BOC要小于Z B0D。圖1(b)表示系統(tǒng)失步，正好系統(tǒng)兩側(cè)功角擺開(kāi)到180度，由該圖可見(jiàn)，BC之間的實(shí) 時(shí)相角差θ為ZB0C，BD之間的實(shí)時(shí)相角差θ為ZB0D，此時(shí)2 80(等于2 800，且為180
度。
圖1(c)表示系統(tǒng)失步，兩側(cè)功角擺開(kāi)到超過(guò)180度時(shí)各點(diǎn)的電壓矢量關(guān)系，由該 圖可見(jiàn)，BC之間的實(shí)時(shí)相角差θ為Z BOC，BD之間的實(shí)時(shí)相角差θ為ZB0D，ZB0C要大 于 Z B0D。
具體實(shí)施例方式實(shí)施的方式如下(1)選擇多個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步(2)計(jì)算各個(gè)比相區(qū)間的相角差(3)在各個(gè)區(qū)間中依次查找最先滿足式1或式2的比相區(qū)間，該區(qū)間則是最小包涵 振蕩中心的區(qū)間，確定振蕩中心的位置。θ > 180+ θ。式 1θ < -180+ θ 0式 2本發(fā)明所提供的判別方法已經(jīng)在RTDS仿真系統(tǒng)中得到有效的驗(yàn)證。
權(quán)利要求
電力系統(tǒng)失步振蕩的振蕩中心捕捉方法，選取電力系統(tǒng)中多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，取測(cè)量點(diǎn)正序電壓相位為測(cè)量點(diǎn)相位，任意二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的相角差作為比相區(qū)間，即二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的區(qū)間的相角差，其特征如下相角差最先滿足式1或式2的比相區(qū)間被判斷為振蕩中心所在的區(qū)間，即最小包涵振蕩中心的區(qū)間θ＞180+θ0 式1θ＜ 180+θ0式2其中，θ0是起動(dòng)前、即系統(tǒng)開(kāi)始振蕩前比相區(qū)間電壓相角差，θ是比相區(qū)間實(shí)時(shí)相角差。
全文摘要
電力系統(tǒng)失步振蕩的振蕩中心捕捉方法，選取電力系統(tǒng)中多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，取測(cè)量點(diǎn)正序電壓相位為測(cè)量點(diǎn)相位，任意兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的相角差作為比相區(qū)間(即兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的區(qū)間)的相角差，相角差最先滿足θ＞180+θ0或θ＜-180+θ0的比相區(qū)間被判斷為振蕩中心所在的區(qū)間，即最小包涵振蕩中心的區(qū)間。其中，θ0是起動(dòng)前(即系統(tǒng)開(kāi)始振蕩前)區(qū)間電壓相角差，θ是區(qū)間實(shí)時(shí)相角差。本發(fā)明應(yīng)用于安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)中在系統(tǒng)失步判別時(shí)的振蕩中心捕捉，可以快速可靠地判斷出最小包涵振蕩中心的區(qū)間。
文檔編號(hào)H02J3/00GK101963644SQ20091018174
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者任祖怡, 俞秋陽(yáng), 吳小辰, 孫光輝, 柳勇軍, 竇乘國(guó), 陳松林 申請(qǐng)人:中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心;南京南瑞繼保電氣有限公司