本發(fā)明涉及一種解列判據(jù)，具體涉及一種基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判斷方法。
背景技術(shù)：
失步解列屬于第三道防線，而相關(guān)導則對第三道防線措施的要求是：當電力系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩、頻率異常、電壓異常等事故時采取解列、切負荷、切機等控制措施，防止系統(tǒng)崩潰。由于沒有像第二道防線措施那樣規(guī)定預先考慮的故障形式，這表明凡是多重故障、預想之外的事故導致系統(tǒng)失去同步或頻率、電壓異常，均應(yīng)由第三道防線措施控制。為達到上述要求，具體到失步解列而言，應(yīng)具備以下特點：(1)響應(yīng)于除預想之外事故的一切事故所引發(fā)的失步振蕩，即該措施對故障形式有全面的適應(yīng)性；(2)不響應(yīng)于具體故障形式，則說明該措施應(yīng)由電網(wǎng)參數(shù)變化觸發(fā)；(3)只要是電網(wǎng)發(fā)生失步振蕩，均應(yīng)由該措施應(yīng)對，即該措施對振蕩位置、具體解列位置應(yīng)無限制。
目前現(xiàn)有失步解列控制方案一般按如下步驟進行：(a)根據(jù)電網(wǎng)近期的運行方式，選取可能的嚴重事故類型，進行暫態(tài)穩(wěn)定破壞的分析計算；(b)尋找振蕩中心的位置及可能的變化，確定電網(wǎng)存在的失步斷面；(c)在失步斷面單側(cè)及雙側(cè)的適當變電站配置失步解列裝置；(d)對同一斷面的不同廠站所安裝的解列裝置，應(yīng)根據(jù)裝置原理和解列對象，確定動作順序及協(xié)調(diào)配合的具體方法。此外，失步解列控制系統(tǒng)可以利用就地量進行判別，也可利用多個廠站的相關(guān)信息，綜合判斷系統(tǒng)失步及振蕩中心的位置，確定解列策略。
根據(jù)上述內(nèi)容不難看出在滿足相關(guān)導則的要求方面，現(xiàn)有失步解列配置方法在以下三個方面，仍存在重大缺陷：
(1)擾動設(shè)置，目前是根據(jù)故障發(fā)生的概率或其它一些原則，選取可能的嚴重事故類型，進行計算，這本質(zhì)上仍屬于故障形式的有限舉例分析，難以滿足解列措施對故障形式的全面適應(yīng)性要求；
(2)監(jiān)測信息來源，現(xiàn)有失步解列多數(shù)情況仍是利用就地量進行判別，也可利用多個廠站的相關(guān)信息，但上述兩類信息源之間如何協(xié)調(diào)未涉及，因此從觀測角度來看，現(xiàn)有失步解列仍基本屬于局部觀測，因此多數(shù)情況下仍由局部電網(wǎng)參數(shù)變化觸發(fā)；
(3)措施配置位置，現(xiàn)有措施配置位置仍是基于所列舉的故障形式及對應(yīng)的振蕩中心，在相關(guān)失步斷面單側(cè)及雙側(cè)的適當變電站配置失步解列裝置；由于擾動設(shè)置的有限性，因此措施配置位置也仍是屬于局部的有限配置。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判斷方法。本發(fā)明有效的應(yīng)對失步振蕩中心落在電網(wǎng)非預設(shè)解列位置的失步振蕩情況。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
一種基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判斷方法，其包括如下步驟：
(1)基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)應(yīng)用對象分析；
(2)基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)應(yīng)用目標分析；
(3)基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)適用范圍分析；
(4)基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)對失步振蕩集合的特征提?。?/p>
(5)得到基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判據(jù)。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中，所述的應(yīng)用對象以集合A表示，按振蕩中心位置將所述集合A分解為振蕩中心落在預想位置之內(nèi)的失步振蕩集合M和落在預想位置之外的失步振蕩集合N，則結(jié)合A公式為：
A＝M∪N (1)。
優(yōu)選的，所述集合N包括故障過程長的失步振蕩集合NL(tset)和故障過程短的失步振蕩集合NS(tset)，則集合A公式為：
A＝M∪NL(tset)∪NS(tset) (2)
其中tset為故障過程長短劃分時間，根據(jù)具體情況而定。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述應(yīng)用目標包括如下：
(a)響應(yīng)于除預想之外的一切事故所引發(fā)的失步振蕩，即該措施對故障形式有全面的適應(yīng)性；
(b)不響應(yīng)于具體故障形式，即該措施應(yīng)由電網(wǎng)參數(shù)變化觸發(fā)；
(c)只要是電網(wǎng)發(fā)生失步振蕩，均應(yīng)由該措施應(yīng)對，即該措施對振蕩位置、具體解列位置無限制。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中，所述失步振蕩集合同時滿足以下特征：
(I)電網(wǎng)存在多個元件開斷的情況；
(II)電網(wǎng)存在兩個以上的同調(diào)機群；
(III)在較長的時間內(nèi)電網(wǎng)預設(shè)的解列裝置未動作。
優(yōu)選的，所述步驟(5)中，所述廣域后備失步解列判據(jù)計算公式如下：
P＝PE∩PG∩PO (3)
式中，P為廣域后備失步解列判據(jù)，當P＝1時，啟動基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列措施，當P＝0時，則將其閉鎖；PE、PG和PO分別為一次元件開斷數(shù)子判據(jù)、同調(diào)機群數(shù)子判據(jù)和預設(shè)解列裝置動作數(shù)子判據(jù)，有
其中k為預設(shè)的元件開斷重數(shù)，Tdelay為預設(shè)的延時。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明提出的一種基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判斷方法有效的應(yīng)對失步振蕩中心落在電網(wǎng)非預設(shè)解列位置的失步振蕩情況。實現(xiàn)了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則中三道防線對失步解列措施的三個要求，即與具體故障形式無關(guān)、引入電網(wǎng)全局觀測以及實現(xiàn)電網(wǎng)全范圍可動作。彌補了現(xiàn)有基于就地量解列措施的不足之處。
附圖說明
圖1是本發(fā)明提出的一種基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判斷方法流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
一種基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判斷方法的目標是要解決現(xiàn)有基于就地量解列措施無法應(yīng)對失步振蕩中心落在電網(wǎng)非預設(shè)解列位置的失步振蕩情況。為此，所提的判據(jù)需要滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則中三道防線對失步解列措施的三個要求，即與具體故障形式無關(guān)、引入電網(wǎng)全局觀測以及實現(xiàn)電網(wǎng)全范圍可動作。本發(fā)明從上述目 標和要求出發(fā)提出了一種基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列判斷方法：
首先基于電網(wǎng)故障導致的電網(wǎng)失步振蕩集特征描述思路，采用集合論相關(guān)描述工具，將電網(wǎng)失步振蕩集降階、簡化為若干特征子集；明確基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)的具體應(yīng)用失步振蕩對象子集；在此基礎(chǔ)上開展所提失步解列判據(jù)應(yīng)用目標和適用范圍分析，提取判據(jù)所需滿足的相關(guān)外延要求；基于所提取的判據(jù)外延要求，針對具體應(yīng)用的失步振蕩對象子集，提取研究對象在電網(wǎng)中發(fā)生時的一般特征，基于所提取特征，提出了包含一次元件開斷數(shù)子判據(jù)、同調(diào)機群數(shù)子判據(jù)、預設(shè)解列裝置動作數(shù)子判據(jù)在內(nèi)的完整的復合廣域后備失步解列判據(jù)。
如圖1所示，具體步驟如下：
1、基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)應(yīng)用對象分析
電網(wǎng)擾動可能導致失步振蕩，如將電網(wǎng)由擾動引發(fā)的失步振蕩以集合A表示，因為A為所有失步振蕩的全集，基于電網(wǎng)仿真和實際故障統(tǒng)計情況可知，按振蕩中心位置可將A分解為振蕩中心落在了預想位置的失步振蕩集M和落在了預想位置外的失步振蕩集N，則
A＝M∪N (1)
集合N中大部分的情況都類似“7.1”事故的情況，振蕩中心要落在非預想位置，通常需要一系列的連鎖開斷，形成了電網(wǎng)新的薄弱斷面，這個過程時間間隔比較長，通常至少需要幾十秒至數(shù)分鐘，進一步可以將集合N分解為故障過程較長的失步振蕩集NL(tset)和故障過程較短的失步振蕩集NS(tset)，則有
A＝M∪NL(tset)∪NS(tset) (2)
其中tset為故障過程長短劃分時間，可根據(jù)具體情況自行選擇。
失步解列需要應(yīng)對的為集合A中的所有元素，基于失步振蕩特征集合得到式(2)后，則需要應(yīng)對的失步振蕩集合可分解為3個子集，其中集合M為常規(guī)解列措施能夠解決的，無需考慮；NS(tset)在仿真和電網(wǎng)實際運行中也基本未見報道，可以認為其發(fā)生概率極小，且無相關(guān)特征可抽取，暫不考慮。因此現(xiàn)有失步解列無法應(yīng)對，需要在本發(fā)明判據(jù)著重解決的失步振蕩集即為NL(tset)。
2、基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)應(yīng)用目標分析
失步解列屬于第三道防線，而《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》對第三道防線措施的要求是：當電力系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩、頻率異常、電壓異常等事故時采取解列、切負荷、切機等控制措施，防止系統(tǒng)崩潰。由于沒有像第二道防線措施那樣規(guī)定預先考慮的故障形式，這表明凡是多重故障、預想之外的事故導致系統(tǒng)失去同步或頻率、電壓異常，均應(yīng)由第三道防線措施控制。為達到上述要求，具體到失步解列而言，應(yīng)具備以下特點：
(1)響應(yīng)于除預想之外事故的一切事故所引發(fā)的失步振蕩，即該措施對故障形式有全面的適應(yīng)性；
(2)不響應(yīng)于具體故障形式，則說明該措施應(yīng)由電網(wǎng)參數(shù)變化觸發(fā)；
(3)只要是電網(wǎng)發(fā)生失步振蕩，均應(yīng)由該措施應(yīng)對，即該措施對振蕩位置、具體解列位置應(yīng)無限制。
所提的失步解列判據(jù)要能有效應(yīng)對NL(tset)則必須要滿足三個要求，即與具體故障形式無關(guān)、引入電網(wǎng)全局觀測以及實現(xiàn)電網(wǎng)全范圍可動作。
3、基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)適用范圍分析
借鑒保護中主保護和后備保護的思路，應(yīng)對失步振蕩集M的常規(guī)解列措施通常反映于就地信息，動作較為可靠、迅速，且應(yīng)對的失步振蕩模式有一定的發(fā)生概率，可以視為主失步解列判據(jù)。
本文提出的基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)主要應(yīng)對的失步振蕩集為NL(tset)。與振蕩中心落在預想位置的失步振蕩集M比較，NL(tset)中的振蕩模式具有所需故障形式復雜，故障重數(shù)高，發(fā)生概率較??；故障過程時間較長；振蕩中心位置可任意分布。因此該失步解列判據(jù)延時可以適當增加，以保證其與主失步振蕩判據(jù)的配合關(guān)系，同時引入電網(wǎng)全局信息、并將其動作信息全網(wǎng)發(fā)送，以實現(xiàn)其動作范圍的全網(wǎng)覆蓋。相比于主失步解列判據(jù)，基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)延時增加，保護范圍增大，可視為后備失步解列判據(jù)。
4、基于失步振蕩特征集合的失步解列判據(jù)應(yīng)對失步振蕩集的特征提取
根據(jù)技術(shù)方案具體步驟2中所要求的判據(jù)必須與故障形式無關(guān)，因此具體判據(jù)的設(shè)定需要充分提取NL(tset)中任意失步振蕩在電網(wǎng)中發(fā)生時的特征。當較為復雜的多重或連鎖故障持續(xù)一段時間，導致在電網(wǎng)的非預想位置出現(xiàn)失步振蕩，此時一定同時滿足以下 三個特征：
(1)電網(wǎng)存在多個元件開斷的情況；
(2)電網(wǎng)存在兩個以上的同調(diào)機群；
(3)在較長的時間內(nèi)電網(wǎng)預設(shè)的解列裝置未動作。
同調(diào)機群是動態(tài)響應(yīng)行為相似的發(fā)電機的集合。
5、包含一次元件開斷數(shù)子判據(jù)、同調(diào)機群數(shù)子判據(jù)、預設(shè)解列裝置動作數(shù)子判據(jù)在內(nèi)的復合廣域后備失步解列判據(jù)
根據(jù)技術(shù)方案具體步驟4中失步振蕩集的特征提取，可以得到基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列具體判據(jù)P
P＝PE∩PG∩PO (3)
當P＝1時，啟動基于失步振蕩特征集合的廣域后備失步解列措施，當P＝0時，則將其閉鎖。PE、PG和PO分別為一次元件開斷數(shù)子判據(jù)、同調(diào)機群數(shù)子判據(jù)和預設(shè)解列裝置動作數(shù)子判據(jù)，有
其中k為預設(shè)的元件開斷重數(shù)，Tdelay為預設(shè)的延時，具體應(yīng)用時，可根據(jù)實際電網(wǎng)情況和需要自行設(shè)定。
最后應(yīng)當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。