CN106099949B - 一种提高解列后分区电网暂态稳定性的解列控制时机确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高解列后分区电网暂态稳定性的解列控制时机确定方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明实时监测系统功角曲线和系统失步振荡中心，根据EEAC理论，根据互补群惯量中心保稳变换（CCCOI‑RM）将多机系统映射成单机系统，实时计算系统的同步稳定性。同时监测等值机组轨迹功角差，判别系统失步。理想两群模式下，通过基于广域母线电压相位失步判据判断系统是否失步，执行解列控制。当系统检测到DSP点但还未失步时，判断系统有发生多群振荡的风险，若满足判断条件，执行解列控制。

Description

一种提高解列后分区电网暂态稳定性的解列控制时机确定 方法

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种提高解列后分区电网暂态稳定性的解列控制时机确定方法。

背景技术

电力系统长期的运行实践表明，不论对系统稳定性的要求如何严格，措施如何完善，总可能因一些事先不可预料的偶然因素的叠加，导致稳定破坏事故的发生，如若处理不当，将会产生巨大的经济损失。为了避免可能或已经失步互联电网演化为不受控的崩溃。按照《电力系统安全稳定导则》的要求，运行中的电力系统必须在适当地点设置解列点，并装设自动解列装置，当系统发生稳定破坏时，能够有计划地将系统迅速而合理地解列。传统失步解列控制通常取某一固定的割集为作为解列点，即通过离线分析计算，在潜在的失步振荡断面配置解列装置，基于量测信息判断系统失稳，以及振荡中心是否落在预设断面上，然后根据离线整定的失步周期定值确定是否执行解列控制。

基于就地信息的解列判据均基于群内理想同调的两群失稳现象和机理，广泛应用于区域电网之间采用弱联网的场景。当在多群振荡，振荡中心迁移场景下，基于就地信息的解列装置按照各自逻辑分别动作可能导致振荡中心无序迁移。当系统发生多群振荡时，通过在不同断面之间解列优化，难以保证解列后分区电网之间的功角稳定。对于非理想两机系统失步振荡场景，如果不能快速解列的话，可能会演化为多群振荡，或解列后，同调性不好的某群，会出现相继失稳的问题。对于该类问题，如能缩短解列控制时间，则可大大提高解列后分区电网的功角稳定性，降低局部电网失稳的风险，进而提高电网抵御严重故障的能力。

发明内容

本发明的发明目的是：针电力系统发生多群振荡时，通过在不同断面之间解列优化，难以保证解列后分区电网之间的功角稳定，对于非理想两机系统失步振荡场景，如果不能快速解列的话，解列后会出现相继失稳的问题，提出一种提高解列后分区电网暂态稳定性的解列控制时机确定方法。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：

1）实时监测全网机组功角和频率，假设系统共有n台发电机，则将第i个机组功角记为δ _i ，第i个机组频率记为f _i ，第i个机组惯量记为M _i ，将两条机组轨迹之间的距离定义为广义位置间隙δ _ij ；

2）利用EEAC理论，将多机系统划分为互补领先群和余下群，判断互补群之间相对位置差δ是否达到180°，若δ≥180º，转向步骤5）；若δ<180º，转向步骤3）；

互补群之间相对位置差δ按以下方式计算：

将领先群机组集合定为S群，余下群机组集合定为A群，取子集S中轨迹的加权平均轨迹作为该子集群的等值轨迹，记为δ _S ：

取子集A中轨迹的加权平均轨迹作为该子集群的等值轨迹，记为δ _A ：

则互补群之间的相对位置间差δ如下所示：

3）通过互补群惯量中心相对运动变换将多机系统映射成单机映像系统，判断该单机映像的P-δ轨迹是否出现动态鞍点DSP；

若系统出现DSP点，转向步骤4）；若系统未出现DSP点，转向步骤1）；

4）计算解列后分区电网发生相继失稳风险指标K，若K大于等于设定的阀值K _SET ，转向步骤5），若K小于设定的阀值K _SET ，转向步骤1）；

K的计算方法如下：

假设在当前时刻，单机映像的P-δ轨迹出现动态鞍点，对应的广义位置间隙定义为主导位置间隙，记为δ _DSP ，对应领先群和余下群机组等值频率差记为f _cent ；在当前时刻，除了主导位置间隙外的广义位置间隙中的最大值为δ _max ，对应互补群等值频率差为f _max ；S群的等值频率记为f _S ，A群的等值频率记为f _A ，其中：

若δ _max 由领先群中两台机组轨迹构成，则在领先群中所有机组以位置间隙δ _max 为分界线，分成互补的两群，定义为子集合SS和子集合SA；SS群的等值频率记为f _SS ，SA群的等值频率记为f _SA ，对应SS群和SA群机组等值频率差记为f _scent ，此时有f _max = f _scent ，其中：

若δ _max 由余下群中两台机组轨迹构成，则以位置间隙δ _max 为分界线，将余下群中所有机组分成互补的两群，定义为子集合AS和子集合AA；AS群的等值频率记为f _AS ，AA群的等值频率记为f _AA ，对应AS群和AA群机组等值频率差记为f _acent ，此时有f _max = f _acent ，其中：

则解列后分区电网发生相继失稳风险指标K如下计算：

5）执行解列。

本发明的有益效果是：本发明实时监测系统功角曲线和系统失步振荡中心，根据EEAC理论，根据互补群惯量中心保稳变换（CCCOI-RM）将多机系统映射成单机系统，实时计算系统的同步稳定性。同时监测等值机组轨迹功角差，判别系统失步。理想两群模式下，通过基于广域母线电压相位失步判据判断系统是否失步，执行解列控制。当系统检测到DSP点但还未失步时，判断系统有发生多群振荡的风险，若满足判断条件，执行解列控制。本发明可大大提高解列后分区电网的功角稳定性，降低局部电网失稳的风险，进而提高电网抵御严重故障的能力。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步详细描述。

图1描述了本发明方法的具体步骤，，具体如下：

步骤一：实时监测全网机组功角和频率，假设系统共有n台发电机，则将第i个机组功角记为δ _i ，第i个机组频率记为f _i ，第i个机组惯量记为M _i ，将两条机组轨迹之间的距离定义为广义位置间隙δ _ij 。

步骤二：利用EEAC理论，将多机系统划分为互补领先群和余下群，判断互补群之间相对位置差δ是否达到180°，若δ≥180º，转向步骤五；若δ<180º，转向步骤三。

其中互补群之间相对位置差δ按以下方式计算：

将领先群机组集合定为S群，余下群机组集合定为A群，取子集S中轨迹的加权平均轨迹作为该子集群的等值轨迹，记为δ _S ：

取子集A中轨迹的加权平均轨迹作为该子集群的等值轨迹，记为δ _A ：

则互补群之间的相对位置间差δ如下所示：

步骤三：通过互补群惯量中心相对运动变换将多机系统映射成单机映像系统，判断该单机映像的P-δ轨迹是否出现动态鞍点（DSP）。若系统出现DSP点，转向步骤四；若系统未出现DSP点，转向步骤一。

步骤四：计算解列后分区电网发生相继失稳风险指标K，若K大于等于设定的阀值K _SET ，转向步骤五，若K小于设定的阀值K _SET ，转向步骤一；

K的计算方法如下：

假设在当前时刻，单机映像的P-δ轨迹出现动态鞍点，对应的广义位置间隙定义为主导位置间隙，记为δ _DSP ，对应领先群和余下群机组等值频率差记为f _cent ；在当前时刻，除了主导位置间隙外的广义位置间隙中的最大值为δ _max ，对应互补群等值频率差为f _max ；S群的等值频率记为f _S ，A群的等值频率记为f _A ，其中：

若δ _max 由领先群中两台机组轨迹构成，则在领先群中所有机组以位置间隙δ _max 为分界线，分成互补的两群，定义为子集合SS和子集合SA；SS群的等值频率记为f _SS ，SA群的等值频率记为f _SA ，对应SS群和SA群机组等值频率差记为f _scent ，此时有f _max = f _scent ，其中：

若δ _max 由余下群中两台机组轨迹构成，则以位置间隙δ _max 为分界线，将余下群中所有机组分成互补的两群，定义为子集合AS和子集合AA；AS群的等值频率记为f _AS ，AA群的等值频率记为f _AA ，对应AS群和AA群机组等值频率差记为f _acent ，此时有f _max = f _acent ，其中：

则解列后分区电网发生相继失稳风险指标K如下计算：

K _SET 需根据电网特性进行整定，根据大量算例分析，省级电网推荐K _SET 为2.5，大区电网推荐K _SET 为2。

步骤五：执行解列。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (1)

1.一种提高解列后分区电网暂态稳定性的解列控制时机确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)实时监测全网机组功角和频率，假设系统共有n台发电机，则将第i个机组功角记为δ_i，第i个机组频率记为f_i，第i个机组惯量记为M_i，将两条机组轨迹之间的距离定义为广义位置间隙δ_ij；

2)利用EEAC理论，将多机系统划分为互补领先群和余下群，判断互补群之间相对位置差δ是否达到180°，若δ≥180°，转向步骤5)；若δ<180°，转向步骤3)；

互补群之间相对位置差δ按以下方式计算：

将领先群机组集合定为S群，余下群机组集合定为A群，取子集S中轨迹的加权平均轨迹作为该子集群的等值轨迹，记为δ_S：

取子集A中轨迹的加权平均轨迹作为该子集群的等值轨迹，记为δ_A：

其中，j为属于子集A中的第j个机组的标号，第j个机组功角记为δ_j，第j个机组惯量记为M_j；

则互补群之间的相对位置间差δ如下所示：

δ＝δ_S-δ_A

3)通过互补群惯量中心相对运动变换将多机系统映射成单机映像系统，判断该单机映像的P-δ轨迹是否出现动态鞍点DSP；

若系统出现动态鞍点DSP，转向步骤4)；若系统未出现动态鞍点DSP，转向步骤1)；

4)计算解列后分区电网发生相继失稳风险指标K，若K大于等于设定的阀值K_SET，转向步骤5)，若K小于设定的阀值K_SET，转向步骤1)；

K的计算方法如下：

假设在当前时刻，单机映像的P-δ轨迹出现动态鞍点，对应的广义位置间隙定义为主导位置间隙，记为δ_DSP，对应领先群和余下群机组等值频率差记为f_cent；在当前时刻，除了主导位置间隙外的广义位置间隙中的最大值为δ_max，对应互补群等值频率差为f_max；S群的等值频率记为f_S，A群的等值频率记为f_A，其中：

f_cent＝f_S-f_A

若δ_max由领先群中两台机组轨迹构成，则在领先群中所有机组以位置间隙δ_max为分界线，分成互补的两群，定义为子集合SS和子集合SA；SS群的等值频率记为f_SS，SA群的等值频率记为f_SA，对应SS群和SA群机组等值频率差记为f_scent，此时有f_max＝f_scent，其中：

f_scent＝f_SS-f_SA

若δ_max由余下群中两台机组轨迹构成，则以位置间隙δ_max为分界线，将余下群中所有机组分成互补的两群，定义为子集合AS和子集合AA；AS群的等值频率记为f_AS，AA群的等值频率记为f_AA，对应AS群和AA群机组等值频率差记为f_acent，此时有f_max＝f_acent，其中：

f_acent＝f_AS-f_AA

则解列后分区电网发生相继失稳风险指标K如下计算：

5)执行解列。