一種基于響應(yīng)信息的電壓與功角穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于響應(yīng)信息的電壓與功角穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制方法，包括：步驟1，實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的功角量與轉(zhuǎn)速量、受端系統(tǒng)重要負(fù)荷母線的電壓與電流量；步驟2，同時(shí)并行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，系統(tǒng)失去功角穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟3，系統(tǒng)失去電壓穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟4，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟1；步驟3，利用擬合的功率特性曲線計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)該增加的減速面積Sc，確定切機(jī)措施量，執(zhí)行步驟1；步驟4，根據(jù)母線電壓的幅值作為判斷電壓失穩(wěn)的嚴(yán)重程度的依據(jù)，根據(jù)電壓失穩(wěn)的嚴(yán)重程度的不同確定母線切負(fù)荷量，執(zhí)行步驟1。本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)緊急控制方法，采用并行判斷的方式，形成完整的電力系統(tǒng)電壓與功角穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制方案。
【專利說(shuō)明】一種基于響應(yīng)信息的電壓與功角穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于響應(yīng)信息的電壓與功角穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)形態(tài)日趨復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，安全穩(wěn)定問(wèn)題日益突出，如何構(gòu)建安全可靠的電力系統(tǒng)綜合防御體系，降低大面積停電事故風(fēng)險(xiǎn)，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是擺在電力科研工作者面前的一道難題。
[0003]保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制體系(被動(dòng)安全)的第二道防線，目前廣泛采用“離線決策，實(shí)時(shí)匹配”的控制策略，主要針對(duì)預(yù)想的故障形式和運(yùn)行方式，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行大量離線計(jì)算得到安全穩(wěn)定控制策略表。這種控制策略主要存在兩方面不足:(1)離線計(jì)算時(shí)運(yùn)行方式和預(yù)想故障不可能窮舉，實(shí)際運(yùn)行中可能會(huì)存在失配現(xiàn)象，適應(yīng)性較差，應(yīng)對(duì)小概率意外事故方面缺乏可靠性；(2)離線計(jì)算過(guò)程中，電網(wǎng)模型和參數(shù)不可避免的存在一些偏差，一定程度上影響計(jì)算結(jié)果的精度，存在控制量不匹配的風(fēng)險(xiǎn)。因此研究基于廣域?qū)崪y(cè)響應(yīng)信息的電力系統(tǒng)特性分析及安全穩(wěn)定控制技術(shù)顯得尤為重要。
[0004]近年來(lái)，迅速發(fā)展的廣域測(cè)量系統(tǒng)(Wide Area Measurement System, WAMS)為基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)穩(wěn)定分析與控制研究提供了新的技術(shù)條件。在電力系統(tǒng)很多的失穩(wěn)場(chǎng)景中，電壓失穩(wěn)和功角失穩(wěn)往往交織在一起，難以從失穩(wěn)過(guò)程中電壓、功角的變化中區(qū)分出到底是電壓失穩(wěn)還是功角失穩(wěn)，而實(shí)時(shí)穩(wěn)定分析與緊急控制又缺少人為的離線分析，因此基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制體系中，需要能夠基于響應(yīng)信息區(qū)分電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定的技術(shù)，以全面防御電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種基于響應(yīng)信息的電壓與功角穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制方法，包括:
[0006]步驟1，實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的功角量與轉(zhuǎn)速量、受端系統(tǒng)重要負(fù)荷母線的電壓與電流量；
[0007]步驟2，同時(shí)并行監(jiān)測(cè)所述系統(tǒng)的功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，利用所述步驟I中實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速差△ ω和功角差δ判斷所述系統(tǒng)是否失去功角穩(wěn)定，根據(jù)所述系統(tǒng)中負(fù)荷母線的等效阻抗和功率判斷系統(tǒng)是否失去電壓穩(wěn)定；所述系統(tǒng)失去功角穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟3，所述系統(tǒng)失去電壓穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟4，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟I ;
[0008]步驟3，利用擬 合的功率特性曲線計(jì)算所述系統(tǒng)應(yīng)該增加的減速面積S。為系統(tǒng)的剩余的加速面積Sranain與預(yù)估的剩余減速面積Sd的差，根據(jù)所述應(yīng)該增加的減速面積S。確定切機(jī)措施量，采取切機(jī)措施后執(zhí)行步驟I;
[0009]所述剩余的加速面積Sraiiain為加速面積減去已經(jīng)過(guò)減速面積的值，所述預(yù)估的剩余減速面積Sd為估算的剩余減速面積的值；所述加速面積為從故障發(fā)生到故障切除時(shí)過(guò)剩轉(zhuǎn)矩對(duì)相對(duì)角速度位移所做的功；所述系統(tǒng)的減速面積為故障切除后制動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)相對(duì)角速度位移所做的功；
[0010]步驟4，根據(jù)母線電壓的幅值作為判斷電壓失穩(wěn)的嚴(yán)重程度的依據(jù)，根據(jù)所述電壓失穩(wěn)的嚴(yán)重程度的不同確定母線切負(fù)荷量，實(shí)施切負(fù)荷措施后執(zhí)行步驟I。
[0011]本發(fā)明提供的第一優(yōu)選實(shí)施例中:所述步驟2中根據(jù)所述系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速差Λ ω和功角差S判斷所述系統(tǒng)是否失去功角穩(wěn)定的方法為:
[0012]如果所述系統(tǒng)為多機(jī)系統(tǒng)，對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行雙機(jī)等值后化為單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)；
[0013]當(dāng)所述系統(tǒng)的
【權(quán)利要求】
1.一種基于響應(yīng)信息的電壓與功角穩(wěn)定實(shí)時(shí)緊急控制方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟1，實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的功角量與轉(zhuǎn)速量、受端系統(tǒng)重要負(fù)荷母線的電壓與電流量； 步驟2，同時(shí)并行監(jiān)測(cè)所述系統(tǒng)的功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定；利用所述步驟I中實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速差△ ω和功角差δ判斷所述系統(tǒng)是否失去功角穩(wěn)定，根據(jù)所述系統(tǒng)中負(fù)荷母線的等效阻抗和功率判斷系統(tǒng)是否失去電壓穩(wěn)定；所述系統(tǒng)失去功角穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟3，所述系統(tǒng)失去電壓穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟4，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行步驟I ; 步驟3，利用擬合的功率特性曲線計(jì)算所述系統(tǒng)應(yīng)該增加的減速面積S。為系統(tǒng)的剩余的加速面積Sranain與預(yù)估的剩余減速面積Sd的差，根據(jù)所述應(yīng)該增加的減速面積S。確定切機(jī)措施量，采取切機(jī)措施后執(zhí)行步驟I ; 所述剩余的加速面積SranainS加速面積減去已經(jīng)過(guò)減速面積的值，所述預(yù)估的剩余減速面積Sd為估算的剩余減速面積的值；所述加速面積為從故障發(fā)生到故障切除時(shí)過(guò)剩轉(zhuǎn)矩對(duì)相對(duì)角速度位移所做的功；所述系統(tǒng)的減速面積為故障切除后制動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)相對(duì)角速度位移所做的功； 步驟4，根據(jù)母線電壓的幅值作為判斷電壓失穩(wěn)的嚴(yán)重程度的依據(jù)，根據(jù)所述電壓失穩(wěn)的嚴(yán)重程度的不同確定母線切負(fù)荷量，實(shí)施切負(fù)荷措施后執(zhí)行步驟I。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中根據(jù)所述系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速差Λω和功角差δ判斷所述系統(tǒng)是否失去功角穩(wěn)定的方法為: 如果所述系統(tǒng)為多機(jī)系統(tǒng)，對(duì)所述系統(tǒng)進(jìn)行雙機(jī)等值后化為單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)； 當(dāng)所述系統(tǒng)的
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中根據(jù)，所述系統(tǒng)中，所述負(fù)荷母線的等效阻抗和功率判斷，所述系統(tǒng)是否失去電壓穩(wěn)定的方法為: 如果發(fā)現(xiàn)，所述系統(tǒng)中重要負(fù)荷母線的等效阻抗減小而功率沒(méi)有增加，并且電壓低于0.75pu時(shí)，則判斷所述系統(tǒng)會(huì)發(fā)生局部電壓失穩(wěn)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)該增加的減速面積
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 所述系統(tǒng)的切機(jī)功率ΛΡ= APmXMsXSbase; 其中，Ms表示加速機(jī)群的總慣性時(shí)間常數(shù)，Sbase表示系統(tǒng)的功率基準(zhǔn)值，ΔΡω表示在計(jì)算切機(jī)需要達(dá)到的機(jī)械功率改變量:
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中根據(jù)不同所述母線電壓的幅值確定對(duì)應(yīng)的所述母線切負(fù)荷量包括: 所述母線電壓范圍為0.75~0.70時(shí)，所述母線切負(fù)荷量為30% ； 所述母線電壓范圍為0.70~0.65時(shí)，所述母線切負(fù)荷量為40% ； 所述母線電壓范圍為0.65~0.60時(shí)，所述母線切負(fù)荷量為50% ； 所述母線電壓范圍為0.60~0.55時(shí)，所述母線切負(fù)荷量為60% ； 所述母線電壓范圍為0.55~0.50時(shí)，所述母線切負(fù)荷量為70% ； 所述母線電壓范圍為0.50~0.00時(shí)，所述母線切負(fù)荷量為100%。`
【文檔編號(hào)】H02J3/14GK103532147SQ201310507602
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】湯涌, 顧卓遠(yuǎn), 易俊 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院