CN103178518A - 根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法 - Google Patents

根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103178518A
CN103178518A CN2013100655013A CN201310065501A CN103178518A CN 103178518 A CN103178518 A CN 103178518A CN 2013100655013 A CN2013100655013 A CN 2013100655013A CN 201310065501 A CN201310065501 A CN 201310065501A CN 103178518 A CN103178518 A CN 103178518A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensitivity
clearing time
generator
fault
fault clearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100655013A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103178518B (zh
Inventor
穆钢
安军
邹建林
徐兴伟
刘洪波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeast Electric Power University
Original Assignee
Northeast Dianli University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeast Dianli University filed Critical Northeast Dianli University
Priority to CN201310065501.3A priority Critical patent/CN103178518B/zh
Publication of CN103178518A publication Critical patent/CN103178518A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103178518B publication Critical patent/CN103178518B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明是一种根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法,其特点是:首先推导出基于实测轨迹计算电力系统中功角轨迹相对于故障切除时间灵敏度的计算方法,然后分析该灵敏度与系统临界切除时间的关系,通过大量仿真验证可以从此关系中得出用该灵敏度来作为系统稳定程度评价指标。该方法计算简单,为基于轨迹的电力系统动态分析提供重要的理论支持,具有计算快速、评价精度高、应用价值高、在线应用前景大等优点。

Description

根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法
技术领域
本发明涉及一种根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法。
背景技术
随着国民经济的不断发展,电力系统规模越趋庞大,电力系统面临的运行风险也越来越大,如何保证电力系统安全稳定运行已成为电力企业及科研人员关注的重点,因此定量评估电力系统暂态稳定性对电力系统安全稳定运行具有十分重要意义。
现有的评价系统稳定程度的方法有直接法和数值仿真法,其计算结果均受系统模型参数的准确度影响较大,且需计算能量函数和临界能量,而能量函数的构造和临界能量的计算比较困难,造成评价的结果不准确。因此,寻找更为精确的电力系统稳定程度评价方法已成为研究的重点。
轨迹灵敏度是定量描述动态系统的参数对其动态轨迹影响程度的数学工具。轨迹灵敏度是系统动态特性的反应,同时也反映了参数对动态特性的影响。因此,充分挖掘电力系统轨迹灵敏度的动态信息可以有效评估电力系统的暂态稳定性。
广域量测系统                                                的不断发展为基于轨迹的电力系统动态分析提供了重要数据支持,
Figure 210726DEST_PATH_IMAGE001
能够实时记录电力系统受扰后的动态过程,且精度较高。基于轨迹计算轨迹灵敏度可以避免电力系统数值仿真过程,计算效率高。利用基于轨迹的轨迹灵敏度计算结果评估电力系统暂态稳定性可以使暂态稳定评估不受模型参数精度的影响。迄今未见根据实测轨迹计算轨迹灵敏度,用此灵敏度来评价系统稳定程度的方法的报道和实际应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术存在的不足,提出一种计算精度高,根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法,该方法基于系统轨迹,从而避免求解复杂的微分代数方程组和能量函数的计算,提高了计算精度。
解决其技术问题采用的技术方案是:
一种根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法,其特征是,它包含有以下步骤:
1).基于实测轨迹计算故障切除时间灵敏度
对于单机或多机系统,在
Figure 39005DEST_PATH_IMAGE002
时刻发生三相短路,时刻故障被切除,其各发电机功角对故障切除时间灵敏度按(1)式计算:
  
Figure 382579DEST_PATH_IMAGE004
             (1)
对于多机系统,采用(1)式计算获得各发电机功角轨迹相对于故障切除时间的灵敏度,计算两台发电机间的相对灵敏度将两台发电机功角对故障切除时间灵敏度相减得到;
2).评价系统稳定程度
    由不同运行方式下同一时刻切除故障后功角对故障切除时间与电网临界切除时间关系可知,在单机系统下,功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数与临界切除时间呈现正相关关系,亦即临界切除时间越大,功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数越大,而临界切除时间越大说明系统抗干扰能力越强,系统就越稳定,因此将功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数作为评价系统稳定程度,灵敏度最大值倒数越大,系统越稳定,稳定指标按(2)计算:
             
Figure 992290DEST_PATH_IMAGE005
                                  (2)
其中,
Figure 2971DEST_PATH_IMAGE006
为系统稳定指标,为单机系统下发电机功角对故障切除时间灵敏度;
在多机系统下,首先采用以发电机角速度作为源数据,获取协方差矩阵及协方差矩阵的特征根和特征相量,由此确定发电机角速度的主成分,然后通过比较各发电机对主成分的载荷系数实现对发电机的同调分群的主成成分,将系统发电机分为两群,然后计算两群中距离最远两台发电机的功角对故障切除时间灵敏度,以该灵敏度最大值倒数作为系统稳定程度评价指标,稳定指标按(3)计算:
          
Figure 942425DEST_PATH_IMAGE008
)                   (3)
其中,
Figure 456900DEST_PATH_IMAGE010
为1群中第
Figure 595757DEST_PATH_IMAGE011
台发电机功角对故障切除时间灵敏度,
Figure 618333DEST_PATH_IMAGE012
为2群中第
Figure 805732DEST_PATH_IMAGE013
台发电机功角对故障切除时间灵敏度,
Figure 791006DEST_PATH_IMAGE006
为系统稳定指标。
本发明根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定方法与传统的解微分代数方程组的评价方法不同,本发明仅利用了电力系统受扰后的轨迹和当前的故障切除时间即可评价出系统稳定程度,计算快速、评价精读高、具有在线应用前景。
附图说明
图为10机39节点系统接线示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
本发明根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法,包含有以下步骤:
1.基于实测轨迹计算故障切除时间灵敏度
对于单机或多机系统,在
Figure 38447DEST_PATH_IMAGE002
时刻发生三相短路,
Figure 109172DEST_PATH_IMAGE003
时刻故障被切除,其各发电机功角对故障切除时间灵敏度按式(1)计算:
 
Figure 100261DEST_PATH_IMAGE004
       (1)
对于多机系统,采用式(1)获得各发电机功角轨迹相对于故障切除时间的灵敏度,计算两台发电机的相对灵敏度将两台发电机功角对故障切除时间灵敏度相减得到;
2.评价系统稳定程度
    (1)由不同运行方式下同一时刻切除故障后功角对故障切除时间与电网临界切除时间关系可知,在单机系统下,功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数与临界切除时间呈现正相关关系,亦即临界切除时间越大,功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数越大,而临界切除时间越大说明系统抗干扰能力越强,系统就越稳定,因此将功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数作为评价系统稳定程度,如式(2),灵敏度最大值倒数越大,系统越稳定;
            
Figure 940041DEST_PATH_IMAGE005
                                    (2)
其中,为系统稳定指标,
Figure 87044DEST_PATH_IMAGE007
为单机系统下发电机功角对故障切除时间灵敏度;
(2)在多机系统下,首先采用以发电机角速度作为源数据,获取协方差矩阵及协方差矩阵的特征根和特征相量,由此确定发电机角速度的主成分,然后通过比较各发电机对主成分的载荷系数实现对发电机的同调分群的主成成分,将系统发电机分为两群,然后计算两群中距离最远两台发电机的功角对故障切除时间灵敏度,以该灵敏度最大值倒数作为系统稳定程度评价指标,稳定指标按(3)计算:
           
Figure 944141DEST_PATH_IMAGE008
    (
Figure 576111DEST_PATH_IMAGE009
)             (3)
其中,
Figure 227672DEST_PATH_IMAGE010
为1群中第
Figure 210672DEST_PATH_IMAGE011
台发电机功角对故障切除时间灵敏度,
Figure 605881DEST_PATH_IMAGE012
为2群中第
Figure 593822DEST_PATH_IMAGE013
台发电机功角对故障切除时间灵敏度,
Figure 619547DEST_PATH_IMAGE006
为系统稳定指标。
具体应用实例:参见图1所示的10机39节点,在Bus12母线上发生100ms三相短路故障,使用PSAT对该故障进行仿真,发电机采用2阶模型,以仿真得到的发电机的功角和角速度轨迹作为轨迹,采用式(1)计算得到功角轨迹相对于故障切除时间的灵敏度,改变系统运行方式,得到不同运行方式下,以功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数作为评价系统稳定程度指标得到的各运行方式下系统稳定程度排序和通过计算各运行方式下临界切除时间对不同运行方式下的排序结果完全吻合。

Claims (1)

1. 一种根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法,其特征是,它包含有以下步骤:
1).基于实测轨迹计算故障切除时间灵敏度
对于单机或多机系统,在                                                
Figure 304229DEST_PATH_IMAGE001
时刻发生三相短路,
Figure 656889DEST_PATH_IMAGE002
时刻故障被切除,其各发电机功角对故障切除时间灵敏度按(1)式计算:
  
Figure 881197DEST_PATH_IMAGE003
             (1)
对于多机系统,采用(1)式计算获得各发电机功角轨迹相对于故障切除时间的灵敏度,计算两台发电机间的相对灵敏度将两台发电机功角对故障切除时间灵敏度相减得到;
2).评价系统稳定程度
    由不同运行方式下同一时刻切除故障后功角对故障切除时间与电网临界切除时间关系可知,在单机系统下,功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数与临界切除时间呈现正相关关系,亦即临界切除时间越大,功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数越大,而临界切除时间越大说明系统抗干扰能力越强,系统就越稳定,因此将功角对故障切除时间灵敏度最大值倒数作为评价系统稳定程度,灵敏度最大值倒数越大,系统越稳定,稳定指标按(2)计算:
Figure 880377DEST_PATH_IMAGE004
                                                    (2)
其中,
Figure 164728DEST_PATH_IMAGE005
为系统稳定指标,
Figure 514938DEST_PATH_IMAGE006
为单机系统下发电机功角对故障切除时间灵敏度;
在多机系统下,首先采用以发电机角速度作为源数据,获取协方差矩阵及协方差矩阵的特征根和特征相量,由此确定发电机角速度的主成分,然后通过比较各发电机对主成分的载荷系数实现对发电机的同调分群的主成成分,将系统发电机分为两群,然后计算两群中距离最远两台发电机的功角对故障切除时间灵敏度,以该灵敏度最大值倒数作为系统稳定程度评价指标,稳定指标按(3)计算:
Figure 480620DEST_PATH_IMAGE007
 ()                   (3)
其中,
Figure 288093DEST_PATH_IMAGE009
为1群中第
Figure 187916DEST_PATH_IMAGE010
台发电机功角对故障切除时间灵敏度,为2群中第
Figure 931061DEST_PATH_IMAGE012
台发电机功角对故障切除时间灵敏度,
Figure 291636DEST_PATH_IMAGE005
为系统稳定指标。
CN201310065501.3A 2013-03-01 2013-03-01 根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法 Expired - Fee Related CN103178518B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310065501.3A CN103178518B (zh) 2013-03-01 2013-03-01 根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310065501.3A CN103178518B (zh) 2013-03-01 2013-03-01 根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103178518A true CN103178518A (zh) 2013-06-26
CN103178518B CN103178518B (zh) 2014-08-13

Family

ID=48638202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310065501.3A Expired - Fee Related CN103178518B (zh) 2013-03-01 2013-03-01 根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103178518B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104578053A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 北京交通大学 基于受扰电压轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测方法
CN105762796A (zh) * 2016-04-25 2016-07-13 武汉大学 一种解决区域电网故障后正确选切发电机和负荷的方法
WO2017016019A1 (zh) * 2015-07-28 2017-02-02 天津大学 一种电力系统广域同调辨识方法及其装置
CN107069697A (zh) * 2016-10-27 2017-08-18 西南交通大学 基于轨迹特征根的系统暂态稳定判断和扰动类型筛选方法
CN109038542A (zh) * 2018-06-27 2018-12-18 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于轨迹灵敏度的在线安全稳定预防控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1901317A (zh) * 2006-07-17 2007-01-24 天津大学 电力系统暂态稳定分析与控制方法
CN101635465A (zh) * 2009-07-22 2010-01-27 东北电力大学 根据稳定指标灵敏度计算电力系统暂态稳定极限值的方法
CN102570422A (zh) * 2012-01-05 2012-07-11 东北电力大学 根据实测轨迹计算电力系统极限切除时间的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1901317A (zh) * 2006-07-17 2007-01-24 天津大学 电力系统暂态稳定分析与控制方法
CN101635465A (zh) * 2009-07-22 2010-01-27 东北电力大学 根据稳定指标灵敏度计算电力系统暂态稳定极限值的方法
CN102570422A (zh) * 2012-01-05 2012-07-11 东北电力大学 根据实测轨迹计算电力系统极限切除时间的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙景强等: "基于轨迹灵敏度的电力系统动态安全预防控制算法研究", 《电网技术》, vol. 28, no. 21, 30 November 2004 (2004-11-30), pages 26 - 30 *
房大中等: "应用轨迹灵敏度计算临界切除时间新方法研究", 《中国电机工程学报》, vol. 25, no. 14, 31 July 2005 (2005-07-31), pages 7 - 11 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104578053A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 北京交通大学 基于受扰电压轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测方法
WO2017016019A1 (zh) * 2015-07-28 2017-02-02 天津大学 一种电力系统广域同调辨识方法及其装置
CN105762796A (zh) * 2016-04-25 2016-07-13 武汉大学 一种解决区域电网故障后正确选切发电机和负荷的方法
CN105762796B (zh) * 2016-04-25 2018-06-19 武汉大学 一种解决区域电网故障后正确选切发电机和负荷的方法
CN107069697A (zh) * 2016-10-27 2017-08-18 西南交通大学 基于轨迹特征根的系统暂态稳定判断和扰动类型筛选方法
CN107069697B (zh) * 2016-10-27 2019-06-25 西南交通大学 基于轨迹特征根的系统暂态稳定判断和扰动类型筛选方法
CN109038542A (zh) * 2018-06-27 2018-12-18 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于轨迹灵敏度的在线安全稳定预防控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103178518B (zh) 2014-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103178518B (zh) 根据轨迹及轨迹灵敏度定量评价电力系统暂态稳定性方法
CN103033716B (zh) 一种电网综合负荷模型中各负荷成分所占比例的计算方法
CN109713685B (zh) 一种适用于vsc接入引发次同步振荡的在线定位方法
CN106443246B (zh) 基于pmu量测数据的小干扰稳定参数的在线辨识方法
Zeng et al. Online identification of inertia distribution in normal operating power system
CN104239681A (zh) 基于脉冲激励响应信号互功率谱函数的主轴系统运行模态分析方法
CN102163844A (zh) 基于相量测量装置的电力系统状态检测方法
CN103995948B (zh) 一种基于多项式模型的振荡中心电压预测方法
CN103324841B (zh) 基于故障录波器数据的在线动态负荷建模方法
CN107565867A (zh) 一种基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识方法
CN101833602A (zh) 一种硅太阳能电池工程用数学模型的建模方法
CN102664409B (zh) 一种基于实测数据风电场风电功率实时预测的计算方法
CN102364490B (zh) 基于层次分析模型的自动同调识别方法
CN105045973A (zh) 一种变弧长自适应采样方法
CN101599644A (zh) 以电网正常或非正常运行信息辨识等值综合负荷模型
CN102842906B (zh) 一种综合负荷模型中电动机功率比例的计算方法
CN106372440B (zh) 一种并行计算的配电网自适应抗差状态估计方法及装置
CN105445614A (zh) 一种基于小波分析的双端行波故障定位的方法和系统
CN102280884B (zh) 一种电网等值方法
CN110098610B (zh) 故障扰动下电力系统振荡主导模式的实时辨识方法及系统
CN105259795A (zh) 用于动力电池模拟器的内部阻抗参数扩展方法
CN102570422B (zh) 根据实测轨迹计算电力系统极限切除时间的方法
CN110969214B (zh) 一种基于支持向量机综合模型的暂态安全域在线构建方法
CN110988594B (zh) 一种配电网故障位置确定方法及确定装置
CN105071388A (zh) 一种基于极大似然估计的配电网状态估计方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140813

Termination date: 20200301