CN103560525B - 一种基于失稳特征量的追加控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于失稳特征量的追加控制方法。该方法包括下述步骤:A、确定追加紧急控制目标及要求;B、确定运行方式和特征量定值,提出追加控制预判规则,生成追加控制策略表;C、测量及计算线路特征量,确定线路稳定状态;D、判定失步后,实施分级定时差按比例的追加控制;E、检测线路特征量变化情况,决定后续追加控制措施;F、确定系统稳定后完成追加控制任务;或者确定追加控制失败,停止追加控制任务。本发明提供的基于失稳特征量的追加控制方法在第二道防线和第三道防线之间,阻止一些第二道防线稳控措施失配和较严重故障引起的系统失步;具有原理简单、效果好、可操作性及实用性强的优点,具有较高的实用价值和良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于电力系统稳定控制技术领域,具体涉及一种基于失稳特征量的追加控制方法。
背景技术
电网中设置的安全稳定控制措施规定了三道防线,其中第一道防线要求当发生短路故障时由电力系统固有的控制设备及继电保护装置快速、正确地切除电力系统的故障元件;第二道防线针对预先考虑的故障形式和运行方式,按预定的控制策略,采用安全稳定控制系统(装置)实施切机、切负荷、局部解列等控制措施,防止系统失去稳定;第三道防线由失步解列、频率及电压紧急控制装置构成,当电力系统发生失步振荡、频率异常、电压异常等事故时采取解列、切负荷、切机等控制等措施,防止系统崩溃。
由事件触发的第二道防线稳控措施能够在故障发生之初即根据策略表找到与当时运行方式和故障相匹配的控制措施并发出控制指令。由参数触发的第三道防线稳控措施不针对具体的方式和故障,而是在判定失步或者测定系统频率或电压已经发生异常之后,由判定或者测定结果触发控制装置实施相应的指令。
从故障发生至发展至系统失步或频率、电压异常有一个过程,除电厂失步外,通常系统从故障到失步这个过程的时间都在秒级甚至更长的时间级别。于是,就提出了这样一个问题:能否在第二道防线和第三道防线之间追加一道控制措施,减少系统失步的可能性?至少从故障发生发展到系统失步经历的时间来看,是有足够的时间可以实施追加紧急控制措施。
目前,国内外还没有对追加紧急控制进行过专门研究,在稳定判别和控制措施方面可借鉴第二道防线和第三道防线的相关研究成果,但由于控制目的、要求和实施方法不同,这些成果都不能完全或者大部分照抄,而是必须要研究适用于追加紧急控制的稳定判别方法和控制措施追加方法,特别是可直接应用于电网运行的实用化方法。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种适用于大区互联电网的追加控制方法,目的是在第二道防线和第三道防线之间,阻止一些第二道防线稳控措施失配和一些较严重故障引起的系统失步;本发明提供的基于失稳特征量的追加控制方法具有原理简单、效果好、可操作性及实用性强的优点,具有较高的实用价值和良好的市场前景。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
一种基于失稳特征量的追加控制方法,其改进之处在于,所述追加控制方法包括下述步骤:
A、提出追加紧急控制目标及要求
B、确定线路特征量定值,提出追加控制预判方法,生成追加紧急控制策略表;
C、测量及计算线路特征量,确定线路稳定状态;
D、判定失步后,实施分级定时差按比例的追加紧急控制;
E、检测特征量变化情况,决定后续追加控制措施;
F、确定系统稳定后完成追加控制任务;或者确定追加控制失败,停止追加控制任务。
本发明提供的一种优选技术方案是:所述步骤A中提出追加紧急控制目标及要求,追加控制设置于第二道防线和第三道防线之间,针对第二道防线稳控措施失配情况和较严重故障(例如造成联络线断面失步的连锁故障),通过实施追加控制措施,防止系统失步,防止系统失步即为追加控制的目标及要求;所述追加控制的判据采用预判形式。
本发明提供的第二优选技术方案是:所述步骤B包括下述步骤:
(1)根据离线仿真计算结果,以起动定值Pd划分运行方式区间;
(2)根据离线仿真计算结果,确定起动定值、主判据定值和辅助判据定值三个特征量定值;
(3)提出追加控制预判规则;
(4)生成追加控制策略表。
本发明提供的第三优选技术方案是:所述步骤B中提出基于失稳特征量的追加控制判别规则如下:以起动定值Pd划分运行方式区间,当联络线功率波动峰值>Pd时,根据联络线功率峰值时线路两侧电压乘积的大小U1U2及其变化率d(U1U2)/dt以及线路两侧电压相角差δ及其dδ/dt预测联络线两侧电力系统是否需要采取追加控制措施;如果判定需要采取追加控制措施,则发出实施追加控制的指令;
生成的追加控制策略表包括表中的大区电网联络线失稳特征量。
本发明提供的第四优选技术方案是:步骤C中将大区电网联络线失稳特征量归结于三类:
第一类:联络线功率波动峰值Pmax,以此作为可能的有效追加和无效追加的判别特征量。此特征量的判别定值Pd主要与运行方式和网架结构相关,当联络线功率波动峰值高于定值,则认为有足够的时间实施追加控制措施,低于定值则认为失步速度快,不适于实施追加控制措施。
第二类:联络线两侧相角差δ及其变化率dδ/dt。此特征量主要是考虑到如果系统最终结果是失步,则联络线功率波动到峰值时,联络线两侧相角差应在一个定值附近。但少数系统稳定情况下,联络线功率波动到峰值时,联络线两侧相角差也在这个定值附近。而且,大量仿真计算表明,在稳定与失步之间,较难找到区分大部分稳或不稳结果的分界线;比较而言,dδ/dt要具有更好的区分度,对于大部分最终系统稳定情况,均有dδ/dt<0,少部分情况下dδ/dt>0但数值较小。
因此,对于这一类的特征量,相角差δ宜仅作为参考量,dδ/dt可考虑作为判别量。
第三类:联络线两侧电压乘积U1U2及其变化率d(U1U2)/dt。对于联系较弱的大区互联电网,当发生失稳故障后联络线功率波动到峰值时,两侧系统的无功支撑能力大都严重不足,U1U2<0.7(pu)以及d(U1U2)/dt<0。虽然部分稳定情况下亦有此特征,但在稳定与失步之间,U1U2及其变化率d(U1U2)/dt这两个特征量的数值区分度还是较为明显。
因此,在大区互联电网中,可以将这一类的U1U2及其变化率d(U1U2)/dt作为预判是否失步的主要特征量。在设置定值时,还要考虑尽可能减少误判现象的发生,以及考虑其它特征量δ及其变化率dδ/dt的辅助作用。
本发明提供的第五优选技术方案是:所述步骤C中,确定线路稳定状态包括下述步骤:
1)测量相关特征量,确定与追加控制策略表中匹配的运行方式;
2)测量线路功率波动峰值Pmax,与追加控制策略表中定值进行比较,高于定值,则实施追加控制措施;低于此定值,则认为失步速度快,不实施追加控制措施;
3)测量功率峰值时线路两侧电压U1和U2,计算电压乘积U1U2及其变化率d(U1U2)/dt,与追加控制策略表中定值进行比较,满足起动条件则进入下一步,否则返回步骤2);
4)测量功率峰值时线路两侧电压相角差δ,并计算其变化率dδ/dt,与追加控制策略表中定值进行比较,满足定值则发出控制指令并且计数器清零,否则计数后返回步骤3)或者步骤2)。
本发明提供的第六优选技术方案是:步骤D中,在判定失步后,实施分级定时差按比例的追加紧急控制措施。
第二道防线稳控措施与第三道防线稳控措施都涉及到切机、切负荷、解列等,但在起动这些措施的判据及起动方法上却有着本质区别:第二道防线是将特征量与控制策略表进行比较,根据匹配情况发出控制指令给相应的稳控装置,实现对系统的控制。第三道防线不需要与策略表进行比较,而是根据特征量定值直接触发相关装置,实现对系统的控制。
与第三道防线控制措施相比,基于失稳特征量的电网失步追加控制措施在判别方法上类似,但在控制措施的起动方法上则有明显区别,也就是说,追加控制措施不应该是根据状态量定值直接触发相关装置,实现对系统的控制。进一步的研究发现,基于失稳特征量的追加控制措施可以借鉴第二道防线中控制策略表的控制方法,建立一个控制策略表,根据测算的状态量及其变化趋势,从策略表中查找匹配的切机、切负荷等措施,在失步之前实施控制操作,保证系统稳定。
制定第二道防线稳控策略时,应该适当留有裕度,此原则说明了应当尽量减少因为措施不匹配导致系统失稳的风险。追加控制措施也应当遵循这一原则,首要的任务是保证系统的稳定,具体而言,就是追加的控制量一定要足够大,追加控制的时间一定要足够快。但是,即使基于失稳特征量的追加控制措施采用的是预判失步的方法,在判定时系统功角差和电压还是到了失稳的边缘,必须采取大量的控制措施才能够使系统恢复到稳定运行状态。与第二道防线稳控措施相比,不但措施量要大得多,而且有可能状态量的微小差别所需要的措施量却有较大的差别。因此,为了使追加控制措施量留有裕度而一次性切除大量机组或者负荷,则有可能会造成较大量的过切,而如果过切量过大,对系统稳定也会产生不利影响。
本发明提供的第七优选技术方案是:所述步骤E中,提出了分级定时差按比例实施追加控制的方法,并且在每轮追加控制之后,观测线路两侧电压的变化,如果d(U1U2)/dt大于某定值,则停止继续追加,转入步骤F;如果d(U1U2)/dt<0且明显小于前一次追加后的数值,表明系统正在加速失步,追加控制任务失败,亦停止继续追加,由第三道防线控制措施对失步后的电网进行稳定控制;如果d(U1U2)/dt小于定值但大于前一次追加后的数值,说明追加控制有效,继续下一轮追加控制。
与现有技术相比,本发明达到的有益效果是:
本发明的目的在于提供一种适用于大区互联电网的追加紧急控制方法,目的是在第二道防线和第三道防线之间,阻止一些第二道防线稳控措施失配和一些较严重故障引起的系统失步,优点如下:
1、本发明提出了在电力系统第二道防线和第三道防线之间,实施追加紧急控制的设想,使电网运行的三道防线防守更牢固、措施更严密,具有更高的可靠性和安全性。
2、本发明提出的基于失稳特征量的追加控制判别方法,能够快速判定需要实施追加紧急控制的电网失步情况和临界稳定状况,为实施追加紧急控制提供了较充裕的时间。
3、本发明提出的分级定时差按比例实施追加控制方法具有追加过程可观测及可控制的特点,使追加的控制量较为适宜,避开了目前尚无有效的方法较准确地计算出需要实施追加控制量的难题。
4、本发明提供的基于失稳特征量的追加控制方法具有原理简单、效果好、可操作性及实用性强的优点,具有较高的实用价值和良好的市场前景。
附图说明
图1是本发明提供的基于失稳特征量的追加控制方法流程图;
图2是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动大于6000MW且系统稳定情况中d(U1U2)/dt>0,占比80%(16)的示意图;
图3是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动大于6000MW且系统稳定情况中dδ/dt<0,占比80%(16)的示意图;
图4是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动小于6000MW且系统稳定情况中d(U1U2)/dt>0,占比86%(42)的示意图;
图5是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动小于6000MW且系统稳定情况中dδ/dt<0,占比73%(36)的示意图;
图6是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动大于6000MW且系统失稳情况中-0.20<d(U1U2)/dt<-0.10,占比65%(11)的示意图;
图7是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动大于6000MW且系统失稳情况中dδ/dt>10,占比82%(14)的示意图;
图8是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动小于6000MW且系统失稳情况中d(U1U2)/dt<-0.20,占比100%(18)的示意图;
图9是本发明提供的“南电北送”5000MW方式,南阳-长治特高压线路功率扰动小于6000MW且系统失稳情况中dδ/dt>10,占比100%(18)的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
图1是本发明提供的基于失稳特征量的追加紧急控制措施流程图,如图1所示,本发明提供的基于失稳特征量的追加控制方法包括下述步骤:
A、提出追加紧急控制目标及要求:
追加紧急控制不是在第二道防线和第三道防线之间又设置的一道完整防线,而是针对某些第二道防线稳控措施失配情况和一些较严重故障,通过实施追加控制措施,阻止系统失步。
追加紧急控制介于第二道防线和第三道防线之间,因此,在失稳判别方法上,首先,不能全部采用由事件触发的控制方式,否则就归入了第二道防线;并且,由于追加紧急控制研究的是多重严重故障以后系统的失步问题,如果以事故预想的方式进行研究,则不但事故集庞大,控制措施也可能复杂多变,不符合我国对三道防线稳控措施的配置原则。其次,因为追加控制的目标是防止系统失步,此类判据一定是预判形式的,否则,第三道防线的解列装置就会动作。
B、根据离线仿真计算结果,确定运行方式和特征量定值,提出追加控制预判规则,生成追加紧急控制策略表:
(1)根据离线仿真计算结果,以起动定值Pd划分运行方式区间;
(2)根据离线仿真计算结果,确定起动定值、主判据定值和辅助判据定值等特征量定值;
(3)提出追加控制预判规则:以起动定值Pd划分运行方式区间,当联络线功率波动峰值>Pd时,根据联络线功率峰值时线路两侧电压乘积的大小U1U2及其变化率d(U1U2)/dt以及线路两侧电压相角差δ及其dδ/dt预测联络线两侧电力系统是否需要采取追加控制措施;如果判定需要采取追加控制措施,则发出实施追加控制的指令。
(4)生成追加紧急控制策略表:包括表中的大区电网联络线失稳特征量,如下表1所示:
表1 基于失稳特征量预判定值
C、测量及计算线路特征量,确定线路稳定状态:
线路的特征量作为大区电网联络线失稳特征量,包括如下三类:
第一类:联络线功率波动峰值Pmax,以此作为可能的有效追加和无效追加的判别特征量。此特征量的判别定值Pd根据仿真计算结果确定,其主要与运行方式和网架结构相关,当联络线功率波动峰值高于定值,则认为有足够的时间实施追加控制措施,低于定值则认为失步速度快,不适于实施追加控制措施。
第二类:联络线两侧相角差δ及其变化率dδ/dt。此特征量主要是考虑到如果系统最终结果是失步,则联络线功率波动到峰值时,联络线两侧相角差应在一个定值附近。但少数系统稳定情况下,联络线功率波动到峰值时,联络线两侧相角差也在这个定值附近。而且,大量仿真计算表明,在稳定与失步之间,较难找到区分大部分稳或不稳结果的分界线;比较而言,dδ/dt要具有更好的区分度,对于大部分最终系统稳定情况,均有dδ/dt<0,少部分情况下dδ/dt>0但数值较小。
因此,对于这一类的特征量,相角差δ宜仅作为参考量,dδ/dt可考虑作为判别量。
第三类:联络线两侧电压乘积U1U2及其变化率d(U1U2)/dt。对于联系较弱的大区互联电网,当发生失稳故障后联络线功率波动到峰值时,两侧系统的无功支撑能力大都严重不足,U1U2<0.7(pu)以及d(U1U2)/dt<0。虽然部分稳定情况下亦有此特征,但在稳定与失步之间,U1U2及其变化率d(U1U2)/dt这两个特征量的数值区分度还是较为明显。
因此,在大区互联电网中,可以将这一类的U1U2及其变化率d(U1U2)/dt作为预判是否失步的主要特征量。在设置定值时,还要考虑尽可能减少误判现象的发生,以及考虑其它特征量联络线两侧相角差δ及其变化率dδ/dt的辅助作用。
确定线路稳定状态包括下述步骤:
1)测量相关特征量,确定与策略表中匹配的运行方式。
2)测量线路功率波动峰值,与策略表中定值进行比较,高于定值,则认为有足够的时间实施追加控制措施,低于此定值则认为失步速度快,不适于实施追加控制措施。
3)测量功率峰值时线路两侧电压,计算电压乘积U1U2及其变化率d(U1U2)/dt,与策略表中定值进行比较,满足起动条件则进入下一步,否则返回步骤2)。
4)测量功率峰值时线路两侧电压相角差,并计算其变化率dδ/dt,与策略表中定值进行比较,满足定值则发出控制指令并且计数器清零,否则计数后返回步骤3)或者步骤2)。
D、在判定失步后,实施分级定时差按比例的追加紧急控制:
第二道防线稳控措施与第三道防线稳控措施都涉及到切机、切负荷、解列等,但在起动这些措施的判据及起动方法上却有着本质区别:第二道防线是将特征量与控制策略表进行比较,根据匹配情况发出控制指令给相应的稳控装置,实现对系统的控制。第三道防线不需要与策略表进行比较,而是根据特征量定值直接触发相关装置,实现对系统的控制。
与第三道防线控制措施相比,基于失稳特征量的电网失步追加控制措施在判别方法上类似,但在控制措施的起动方法上则有明显区别,也就是说,追加控制措施不应该是根据状态量定值直接触发相关装置,实现对系统的控制。进一步的研究发现,基于失稳特征量的追加控制措施可以借鉴第二道防线中控制策略表的控制方法,建立一个控制策略表,根据测算的状态量及其变化趋势,从策略表中查找匹配的切机、切负荷等措施,在失步之前实施控制操作,保证系统稳定。
制定第二道防线稳控策略时,应该适当留有裕度,此原则说明了应当尽量减少因为措施不匹配导致系统失稳的风险。追加控制措施也应当遵循这一原则,首要的任务是保证系统的稳定,具体而言,就是追加的控制量一定要足够大,追加控制的时间一定要足够快。但是,即使基于失稳特征量的追加控制措施采用的是预判失步的方法,在判定时系统功角差和电压还是到了失稳的边缘,必须采取大量的控制措施才能够使系统恢复到稳定运行状态。与第二道防线稳控措施相比,不但措施量要大得多,而且有可能状态量的微小差别所需要的措施量却有较大的差别。因此,为了使追加控制措施量留有裕度而一次性切除大量机组或者负荷,则有可能会造成较大量的过切,而如果过切量过大,对系统稳定也会产生不利影响。
E、检测特征量变化情况,决定后续追加控制措施:
借鉴第三道防线低频减载、低压减载措施配置方案,提出了分级定时差按比例实施追加控制的方法,其优点如下:
<1>需要的追加控制措施量适当。
<2>追加控制结果可观测及可控。之所以实施分级追加控制,主要是因为目前尚无有效的方法较准确地计算出需要实施的追加控制量,特别是对于“三华”电网这种复杂的大型或者特大型电网。另一方面,过量实施追加控制可能会给电网带来其它的稳定问题。因此,提出了分级定时差按比例实施追加控制的方法,并且在每轮追加控制之后,观测线路两侧电压的变化,如果d(U1U2)/dt大于某定值,则停止继续追加,追加控制任务完成;如果d(U1U2)/dt<0且明显小于前一次追加后的数值,表明系统正在加速失步,追加控制任务失败,亦停止继续追加,由第三道防线控制措施对失步后的电网进行稳定控制;如果d(U1U2)/dt小于定值但大于前一次追加后的数值,说明追加控制有效,继续下一轮追加控制。
F、确定系统稳定后完成追加控制任务;或者确定追加控制失败,停止追加控制任务。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1 步骤C中基于失稳特征量的追加控制判别方法实施例:
以“三华”电网华北-华中特高压联网系统为例。
特高压联络线南阳-长治线路输电方式为“南电北送”5000MW方式。
联络线追加紧急控制系统特征量定值如表2所示。
表2 南阳-长治联络线追加紧急控制装置基于失稳特征量预判定值设置
表3中是“三华”电网不同地点发生不同扰动故障时,华北-华中特高压联络线各参数量计算结果的统计,图2-图9中描述了所有的算例,处于不同区间的特征量所占的比例;表4中是采用基于失稳特征量的追加控制判别方法并按照表1中定值设置,对“三华”电网故障算例中正确判定、误判及漏判情况的统计。从表4中可以看到,采用本发明的预判方法,能够较有效地对联络线失步情况进行判定,但也存在着少量的误判情况。分析误判原因是因为这些误判的算例都是属于临界稳定情况,而预判方法不能够对这种情况进行正确判断。但如果换一个角度,对临界稳定状态实施追加紧急控制,可以使系统远离临界状态,消除了系统失稳隐患,这是一种有利于系统稳定的控制行为;而且,如果采用本发明的预判方法及追加控制措施,只需要少量追加控制措施,就能够使特征量离开定值区域,在现代大规模或者超大规模电力系统中,切除一些机组或者少量的电力不平衡对电网的正常运行不会产生本质性的影响。
表3 “南电北送”5000MW方式南阳-长治线路失稳特征量计算结果统计
注:d(U1U2)/dt、dδ/dt、U1U22、δ均为有功功率最大值时的统计结果
表4 南阳-长治特高压线路基于失稳特征量预判结果统计
注:1.误判是指故障后系统稳定但特征量均达到定值的算例;
2.漏判是指引起联络线失步但特征量未达到定值的算例;
3.判定追加算例个数=正确判断个数+误判个数。
实施例2
步骤D、E、F中分级定时差按比例的追加紧急控制实施例:
表5中是采用本发明中分级定时差按比例实施追加控制的方法对“三华”电网实施追加切机控制措施的仿真计算结果。表中结果说明:
(1)验证了基于失稳特征量的电网失步预判方法的快速性,为实施追加控制提供了较充裕的时间。例如,对于复奉直流发生双极闭锁、只联切了向家坝5台机组的故障,采用基于失稳特征量的预判判据在2.28s即判定了南阳-长治线路将要失步,而失稳判据最快要到3.18s才能够判定,少用时0.9s,为实施追加控制创造了有利条件。
(2)需要的追加控制措施量适当。例如对于华北电网内发生的陕锦界-晋忻都500kV线路三永跳双回线故障,受端功率缺额1650MW,采用基于失稳特征量的预判判据,只需要追加2×760MW机组即能够保证系统稳定。
(3)追加控制结果可观测及可控。本例中采用分级定时差按比例实施追加控制的方法,在每轮追加控制之后,观测线路两侧电压的变化,从表中的计算结果,实施每轮追加控制措施后,如果d(U1U2)/dt大于-0.10,则随后系统均能够恢复稳定。
(4)由表中可以看到,在华北-华中电网“南电北送”5000MW方式下,对于那些故障后联络线波动峰值大于6000MW的失稳算例,通过采取分级追加控制措施,均能够使系统恢复稳定。而对于联络线波动峰值小于6000MW的失稳算例,有些即使一次性追加大量控制措施也不能保证系统稳定,例如溪浙直流双极闭锁未执行切机措施故障情况下,即使一次性追加切除三峡12台机组后,系统仍然失步。
上述结果说明了追加控制措施对于那些不很严重的失稳故障效果较好,而对于非常严重的失稳故障,则很难通过实施追加控制将系统拉回同步。表中结果也说明了设置功率波动峰值这一定值的必要性,即追加控制措施只针对那些“有效”的失稳故障,这样既可以排除一部分追加控制措施“无效”作用情况,也可以减少对部分稳定故障的误判。
(5)追加控制的总量应受到限制,否则可能引起其它的稳定问题。
表5 “南电北送”功率5000MW方式实施追加控制措施后华北-华中电网稳定情况统计
本发明提供的基于失稳特征量的追加紧急控制方法具有可操作性强、方法简单、方案合理、实用性强的优点,具有较高的社会及经济效益和良好的市场前景。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换,这些变更、修改或者等同替换,其均在其申请待批的权利要求范围之内。
Claims (1)
1.一种基于失稳特征量的追加控制方法,其特征在于,所述追加控制方法包括下述步骤:
A、确定追加紧急控制目标及要求;
B、确定运行方式和特征量定值,提出追加控制预判规则,生成追加控制策略表;
C、测量及计算线路特征量,确定线路稳定状态;
D、判定失步后,实施分级定时差按比例的追加控制;
E、检测线路特征量变化情况,决定后续追加控制措施;
F、确定系统稳定后完成追加控制任务;或者确定追加控制失败,停止追加控制任务;
所述步骤A中,追加控制设置于第二道防线和第三道防线之间,针对第二道防线稳控措施失配情况和较严重故障,通过实施追加控制措施,防止系统失步,防止系统失步即为追加控制的目标及要求;所述追加控制的判据采用预判形式;
所述步骤B包括下述步骤:
(1)根据离线仿真计算结果,以起动定值Pd划分运行方式区间;
(2)根据离线仿真计算结果,确定起动定值、主判据定值和辅助判据定值三个特征量定值;
(3)提出追加控制预判规则;
(4)生成追加控制策略表;
所述步骤(3)中的追加控制预判规则为:以起动定值Pd划分运行方式区间,当联络线功率波动峰值>起动定值Pd时,根据联络线功率峰值时线路两侧电压乘积的大小U1U2及其变化率d(U1U2)/dt以及线路两侧电压相角差δ及其dδ/dt预测联络线两侧电力系统是否需要采取追加控制措施;如果判定需要采取追加控制措施,则发出实施追加控制的指令;
追加控制策略表中包括大区电网联络线失稳特征量;
所述步骤C中,线路特征量为大区电网联络线失稳特征量,包括:
第一类:起动定值:联络线功率波动峰值Pmax,作为有效追加和无效追加的判别特征量;
第二类:主判据定值:线路两侧电压乘积U1U2和线路两侧电压乘积变化率d(U1U2)/dt,作为判断预判是否失步的主要特征量;
第三类:辅助判据定值:线路两侧电压相角差δ和电压相角差变化率dδ/dt,线路两侧电压相角差仅作为参考量,电压相角差变化率dδ/dt作为判别量;
所述步骤C中,确定线路稳定状态包括下述步骤:
1)测量相关特征量,确定与追加控制策略表中匹配的运行方式;
2)测量线路功率波动峰值Pmax,与追加控制策略表中定值进行比较,高于定值,则实施追加控制措施;低于此定值,则认为失步速度快,不实施追加控制措施;
3)测量功率峰值时线路两侧电压U1和U2,计算电压乘积U1U2及其变化率d(U1U2)/dt,与追加控制策略表中定值进行比较,满足起动条件则进入下一步,否则返回步骤2);
4)测量功率峰值时线路两侧电压相角差δ,并计算其变化率dδ/dt,与追加控制策略表中定值进行比较,满足定值则发出控制指令并且计数器清零,否则计数后返回步骤3)或者步骤2);
所述步骤D中,根据离线仿真计算确定的追加控制策略,实施分级定时差按比例的追加紧急控制;
所述步骤E中,在每轮追加控制之后,观测线路两侧电压的变化,如果d(U1U2)/dt大于停止追加控制的定值,则停止继续追加,追加控制任务完成;如果d(U1U2)/dt<0且小于前一次追加后的数值,表明系统正在加速失步,转入步骤F,由第三道防线控制措施对失步后的电网进行稳定控制;如果d(U1U2)/dt小于定值且大于前一次追加后的数值,说明追加控制有效,继续下一轮追加控制。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5963022A (en) * | 1997-06-05 | 1999-10-05 | Square D Company | Method and apparatus for compensating phase distortion caused by a high impedance voltage source |
CN101908764A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-12-08 | 华北电力大学 | 电网自愈控制方法 |
CN102522730A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-06-27 | 中国电力科学研究院 | 直流系统参与稳定控制的电力系统安全防御方法和构架 |
EP2523298A1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-11-14 | ABB Oy | Method and apparatus for controlling electric grid in islanding mode |
CN102938587A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-02-20 | 上海市电力公司 | 电网智能安全稳定预警与控制方法 |
-
2013
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5963022A (en) * | 1997-06-05 | 1999-10-05 | Square D Company | Method and apparatus for compensating phase distortion caused by a high impedance voltage source |
CN101908764A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-12-08 | 华北电力大学 | 电网自愈控制方法 |
EP2523298A1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-11-14 | ABB Oy | Method and apparatus for controlling electric grid in islanding mode |
CN102522730A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-06-27 | 中国电力科学研究院 | 直流系统参与稳定控制的电力系统安全防御方法和构架 |
CN102938587A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-02-20 | 上海市电力公司 | 电网智能安全稳定预警与控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张执超,等.基于频率和电压稳定的紧急控制策略研究.《电力系统能够保护与控制》.2013,第41卷(第3期),第149-155页. * |
时空协调的大停电防御框架;薛禹胜;《电力系统自动化》;20060210;第30卷(第3期);第1-9页 * |
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