CN101345409B - 一种基于就地有功无功变化量判断失步解列的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于就地有功无功变化量判断失步解列的设计方法。本发明方法基于能量守恒原理，在系统机械加速功率超过电气制动功率时刻，如果电气制动功率在继续减少，相位角在继续增加，将导致机组将进一步加速，失步发生，因此该时刻就是系统临界失步时刻。本发明方法可以实现就地的、安全可靠、动作快速的电力系统临界失步解列控制，避免突发事件引起的电网稳定破坏和大面积停电事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力领域自动控制方法，尤其是涉及一种基于就地有功无功变化量判断失步解列的设计方法。
背景技术
随着特高压电网的建设，各区域电网之间的联系大大加强，稳定特性更加复杂，迫切需要深入研究极端紧急情况下的电网解列控制技术，现有的各种广泛应用的失步解列原理在判断线路失步振荡时，至少需要一个振荡周期的判断时间，这一方面还不能完全满足电网稳定控制的需要。
传统的失步解列装置通常以低电压或阻抗确定解列范围，在解列范围内发生失步振荡，N(≥1)个振荡周期以后解列。但实际上振荡一周至少经过2次低电压过程，特别是振荡中心附近，电压很低，接近于零，将导致电机负荷低压释放，或者由于低压减载动作，甩掉部分负荷，如在发电厂附近，还可能导致辅机失压脱扣，造成发电机跳闸。如果能在系统即将失步而尚未失步的临界时刻，在适当的地方将系统解列，可以减少负荷的损失和系统连锁反映的风险。
如果设计出一种与传统的判据相比，可准确快速地在电网即将失步而尚未完全失步的临界时刻，判断出失步振荡故障的新判据，将为解决现有大区互联电网的失步解列控制问题提供一条有效的技术出路。
发明内容
1、发明目的
本发明的目的是：根据电力系统送电端相位角增大，对应原动机输入机械功率增大，电气有功功率减少，对应电气制动功率减少的原理。通过跟踪检测本线路有功、无功变化情况，在送电端相位角大于45°以后，如果判断出有功功率随相位角增大而减少，则说明线路此时有功功率已经超越了有功功率输送极限，电气制动功率不足，机组将进一步加速，导致失步发生。据此方法可准确快速的判断出系统临界失步情况，提高动作的快速性。
2、技术方案
为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的。该技术方案包括下列步骤：
(1)安装在线路单侧的失步解列装置，使用其中的模拟量测量模块实时测量计算得到线路流过的有功功率P和无功功率Q；
(2)利用有功功率P和无功功率Q的绝对值计算得到相位角θ＝atan(|Q|/|P|)；
(3)当相位角θ从小于45°变为大于45°时，判断有功功率的绝对值|P|的变化趋势；
(4)如果有功功率的绝对值|P|在减少，且-d|P|/dt＞K|Pmax|(其中|Pmax|为线路中曾经输送的最大有功)，同时此时电流大于线路中曾经的最大电流、相位角θ在变大，判断为临界失步，并记录失步振荡周期次数N＝N+1；
(5)根据N＞＝Ns(Ns为用户设定的允许振荡周期次数定值)判断失步解列装置是否应该动作，如果Ns＝1，则为临界失步，执行动作。
本发明中，披露了一种电力系统失步解列判据设计方法。该方法基于能量守恒原理，在系统机械加速功率超过电气制动功率时刻，如果电气制动功率在继续减少，相位角在继续增加，将导致机组将进一步加速，失步发生，因此该时刻就是系统临界失步时刻。该方法的流程参见图1。本方法中涉及的有功功率P，无功功率Q，及相位角θ均是成熟算法，不在此描述。
3、有益效果
基于就地有功无功变化量原理判断失步解列设计方法的推广应用，将实现就地的、安全可靠、动作快速的电力系统临界失步解列控制，避免突发事件引起的电网稳定破坏和大面积停电事故。
(1)采用了基于就地有功无功变化量原理判断失步解列方法设计的电力系统失步解列控制装置，可有效解决常规失步解列装置判断时间长，必须至少需要一个振荡周期的问题。
(2)采用了基于就地有功无功变化量原理判断失步解列方法设计的电力系统失步解列控制装置，也可判断出振荡周期次数，可适应电网系统的多种需求；
(3)采用了基于就地有功无功变化量原理判断失步解列方法设计的电力系统失步解列控制装置，所需要用到的都是就地电气量，如有功功率，无功功率，相位角等，计算技术比较成熟，不会给本判据本身带来不可靠因素。
附图说明
图1是本发明的流程图
具体实施方式
下面是本发明的一个优选实施例，包括了采用本发明的方法实现的电力系统失步解列装置的判据说明。本发明的其它特征、目的和优点也可以从实施例的说明和附图2中看出。
如附图2所示，失步解列装置A安装在线路的一端。
(1)失步解列装置A采样计算线路流动的有功功率PA和无功功率QA，并利用PA和QA的绝对值计算得到相位角θA＝atan(|QA|/|PA|)。
(2)当相位角θA从小于45°变为大于45°时，判断有功功率的绝对值|PA|的变化趋势。
(3)如果有功功率的绝对值|PA|在减少，并且-d|PA|/dt＞K|Pmax|(其中|Pmax|为线路中曾经输送的最大有功)，表明系统失步不可避免，处于临界失步时刻。
(4)根据θA经过45°的次数，可计算出失步振荡周期次数。
从以上可以看出，本判据通过就地电气量的运算，利用能量守恒原理，可在系统发生失步的临界时刻，准确快速的判断出来，有效解决了传统失步解列判据动作时间相对较慢的问题。
本发明按照优选实施例进行了说明，应当理解，但上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于就地有功无功变化量判断失步解列的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)安装在线路单侧的失步解列装置，使用其中的模拟量测量模块实时测量计算得到线路流过的有功功率P和无功功率Q；
(2)利用有功功率P和无功功率Q的绝对值计算得到相位角θ＝atan(|Q|/|P|)；
(3)当相位角θ从小于45°变为大于45°时，判断有功功率的绝对值|P|的变化趋势；
(4)如果有功功率的绝对值|P|在减少，且-d|P|/dt＞K|Pmax|，其中|Pmax|为线路中曾经输送的最大有功，同时此时电流大于线路中曾经的最大电流、相位角θ在变大，则判断为临界失步，并记录失步振荡周期次数N＝N+1；
(5)根据N＞＝Ns，Ns为用户设定的允许振荡周期次数定值，判断失步解列装置是否应该动作，如果Ns＝1，则为临界失步，执行动作。
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