CN101630839B - 一种基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种判断电力系统发生扰动后的暂态及中长期过程中电压是否失稳的方法，若负荷电流或送受端联络线上电流的增加无法使负荷或受端系统获得更多的功率，且这一情况持续一段时间后负荷母线或联络线受端母线电压下降到低于某一门槛值时，认为负荷母线或受端系统电压失稳。本发明克服了现有方法缺乏理论支持，无法确定判断结果的准确性的问题，具有适用性强，使用简单，计算量小的特点，可以应用于电力系统暂态及中长期电压稳定性的评估和判断中。

Description

一种基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法

技术领域

本发明涉及一种基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法，属于电力系统领域。

背景技术

目前，如何准确判断电力系统发生扰动后的暂态及中长期过程中的电压稳定性仍然是一个需要解决的难题，现有的实用方法是在没有精确电压稳定判别方法的情况下采用的一种权宜方法，缺乏理论支撑，也无法保证判断结果的准确性。

如我国电力系统中目前普遍采用的判据如下：电压稳定的失稳判据可采用实用判据，根据电压中枢点母线电压下降幅度和持续时间进行判别，即动态过程中系统电压中枢点母线电压下降持续(一般为1秒)低于限定值(一般为0.75p.u.)，就认为系统或负荷电压不稳定。该方法实际上并不能用来判断电压稳定，它的提出是出于保护负荷的角度，根据负荷承受低电压的能力确定的。

本发明提出的方法试图解决暂态及中长期电压稳定的判别问题。该方法既适用于单负荷母线的电压稳定判断，也适用于送受端系统间有单条或多条线路相连的情况下受端系统的电压稳定判断，具有适应性强，使用简单，计算量小的特点，可以应用于电力系统暂态及中长期电压稳定性的评估和判断中。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足和缺点，提供一种基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法。

本发明仅需监测负荷母线或送受端系统之间联络线上的电流有效值、视在功率(或有功功率)、电压有效值就可以准确地判断暂态及中长期电压稳定性，适应性强，使用简单，计算量小。

本发明提出了一种基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法，对负荷母线或送受端系统之间的联络线进行监测，若负荷电流或送受端联络线上电流的增加无法使负荷或受端系统获得更多的功率，则认为负荷或受端系统处于电压不稳定区域，若负荷或受端系统处于电压不稳定区域持续一段时间后，负荷母线电压或联络线受端母线电压低于某一个门槛值，则认为负荷或受端系统电压失稳。

其中，若负荷或受端系统处于电压不稳定区域持续0.05秒以上，负荷母线电压或联络线受端母线电压低于0.75pu，则认为负荷或受端系统电压失稳。

本发明的暂态及中长期电压稳定判别方法，包括下列步骤：

步骤A：监测负荷母线或送受端系统之间联络线上的电流和功率，如果满足如下关系，则认为负荷或受端系统处于电压不稳定区域中：

I_k+1＞I_k AND S_k+1＜S_k          (1)

或：

I_k+1＞I_k AND P_k+1＜P_k          (2)

式(1)和式(2)中，I_k、S_k、P_k为第k个时刻负荷或联络线上的电流有效值、视在功率、有功功率；I_k+1、S_k+1、P_k+1为第k+1个时刻负荷或联络线上的电流有效值、视在功率、有功功率；

步骤B：当负荷进入电压不稳定区域后，电压将下降，若负荷或联络线上的电流有效值、视在功率、有功功率连续0.05秒以上满足公式(1)或(2)，且由公式(1)或公式(2)确定的电压降低过程结束后负荷母线或联络线受端母线电压下降到低于0.75pu，则判定暂态或中长期电压失稳发生，即暂态及中长期电压失稳判据为：

或：

本发明的有益效果是：该方法既适用于单负荷母线的电压稳定判断，也适用于送受端系统间有单条或多条线路相连的情况下受端系统的电压稳定判断，具有适应性强，使用简单，计算量小的特点，可以应用于电力系统电压稳定性的评估和判断中。

附图说明

图1是本发明的实施例中采用的3机10节点系统结构图；

图2是采用公式(3)进行暂态电压稳定判断的结果图；

图3是采用公式(4)进行暂态电压稳定判断的结果图；

图4是基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的一个实施示例：以一个3机10节点系统进行仿真计算作实施例。进一步说明如下：

3机10节点系统的结构如图1所示。基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法具体包括以下步骤：

1)预先得到(监测)负荷的电流有效值、视在功率或有功功率。

本实施例中，选择从Bus10处进行验证，利用暂态稳定仿真程序可以方便地得到每一个暂态稳定仿真计算步Bus10处的负荷电流有效值、负荷视在功率及有功功率。

2)扰动开始后，对在Bus10处采集到的故障后所有时刻的负荷电流有效值、视在功率及有功功率用公式(3)或公式(4)进行判断，若可以找到至少1个满足公式(3)或公式(4)的负荷电流有效值、视在功率或有功功率序列，则可以认为电压失稳发生。

在本实施示例中，扰动为Bus5与Bus6之间的一回线路上Bus6侧发生三相永久故障切除线路，故障时刻为暂态稳定仿真程序开始计算后的1秒，线路切除时间为1.0056秒。Bus10处每隔一个计算时间间隔的负荷电流有效值、负荷视在功率、负荷有功功率值用暂态稳定仿真程序计算得到，计算的时间间隔为0.01秒。

计算结果如图2、图3所示，其中图2中，曲线1为Bus10的电压曲线，曲线2对应的时间是第一个Bus10处的负荷电流有效值、负荷视在功率满足公式(3)的时间点；图3中，曲线1为Bus10的电压曲线，曲线2对应的时间是第一个Bus10处的负荷电流有效值、负荷有功功率满足公式(4)的时间点。根据上面的叙述，由于可以找到至少1个满足公式(3)或公式(4)的负荷电流有效值、视在功率或有功功率序列，因此，可以判断暂态电压失稳。这一结果与实际情况一致。

以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于功率电流反向的暂态及中长期电压稳定判别方法，其特征在于：对负荷母线或送受端系统之间的联络线进行监测，若负荷电流或送受端联络线上电流的增加无法使负荷或受端系统获得更多的功率，则认为负荷或受端系统处于电压不稳定区域，若负荷或受端系统处于电压不稳定区域持续0.05秒以上，负荷母线电压或联络线受端母线电压低于0.75pu，则认为负荷或受端系统电压失稳。

2.如权利要求1所述的暂态及中长期电压稳定判别方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤A：监测负荷母线或送受端系统之间联络线上的电流和功率，如果满足如下关系，则认为负荷或受端系统处于电压不稳定区域中：

I_k+1＞I_k AND S_k+1＜S_k    (1)

或：

I_k+1＞I_k AND P_k+1＜P_k    (2)

式(1)和式(2)中，I_k、S_k、P_k为第k个时刻负荷或联络线上的电流有效值、视在功率、有功功率；I_k+1、S_k+1、P_k+1为第k+1个时刻负荷或联络线上的电流有效值、视在功率、有功功率；

步骤B：当负荷进入电压不稳定区域后，电压将下降，若负荷或联络线上的电流有效值、视在功率、有功功率连续0.05秒以上满足公式(1)或(2)，且由公式(1)或公式(2)确定的电压降低过程结束后负荷母线或联络线受端母线电压下降到低于0.75pu，则判定暂态或中长期电压失稳发生，即暂态及中长期电压失稳判据为：

或：

Images