CN106599425B - 电力系统暂态电压稳定检测方法和装置 - Google Patents
电力系统暂态电压稳定检测方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106599425B CN106599425B CN201611102113.8A CN201611102113A CN106599425B CN 106599425 B CN106599425 B CN 106599425B CN 201611102113 A CN201611102113 A CN 201611102113A CN 106599425 B CN106599425 B CN 106599425B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- load
- equivalent
- equivalent motor
- rotating speed
- voltage
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
Abstract
本发明涉及电力系统暂态电压稳定检测方法及装置，所述方法包括：读取综合负荷模型的离线负荷参数，其中，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速；根据所述离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速计算等效电动机转速恢复时间；根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量。本发明为电力系统暂态电压稳定性分析提出量化评估指标，具有简单快速、高效等诸多优点。
Description
技术领域
本发明涉及领域电力领域，特别是涉及一种电力系统暂态电压稳定检测方法和装置。
背景技术
从上世纪80年代后期至今，世界各地发生的许多电压失稳乃至崩溃事故，造成了严重的经济损失，使得电压稳定问题得到了更多的重视，对电力系统安全评估也提出了新的挑战。当前我国能源和经济的发展极为不平衡，且我国电网具有大容量远距离输电和大规模受端的主要特点，由此带来的电压稳定性问题日益突出。电力系统暂态电压稳定性检测—直是关系到电力系统安全稳定运行的重要因素，因此，电力系统在受到大扰动时的暂态电压稳定性检测方法至关重要。
暂态电压稳定性是指电力系统受到大扰动下的短期电压稳定能力。暂态电压失稳主要是系统中的快速响应元件的动态特性造成的。电动机负荷作为电力系统中最主要的动态负荷，被认为是引起电力系统暂态电压失稳的关键因素，因此了解其动态特性对电力系统暂态电压稳定评估有重要的意义。
目前，传统的暂态电压稳定评估方法大多没有考虑系统中大量的动态负荷对于电压稳定性的影响，偏离了实际电网的运行情况，无法真实检测暂态电压的稳定性。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中的问题提供一种电力系统暂态电压稳定检测方法。
一种电力系统暂态电压稳定检测方法，包括如下步骤：
读取综合负荷模型的离线负荷参数，其中，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷，所述等效电动机与所述等效静态负荷并联，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；
根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速；
根据所述离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速计算等效电动机转速恢复时间；
根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量。
相应地，本发明还提供一种电力系统暂态电压稳定检测装置，包括如下模块：
第一读取模块，用于读取综合负荷模型的离线负荷参数，其中，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷，所述等效电动机与所述等效静态负荷并联，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
第二读取模块，用于实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；
转速计算模块，用于根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速；
恢复时间计算模块，用于根据所述离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速计算等效电动机转速恢复时间；
稳定性参量确定模块，用于根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量。
本发明通过读取综合负荷模型的离线负荷参数，该综合负荷模型包括相互并联的等效电动机和等效静态负荷，然后结合实时读取的负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率估算出等效电动机的转速。接着，再根据该转速估算等效电动机转速恢复时间。最后，将该等效电动机转速恢复时间作为评估系统暂态电压稳定的依据，从而对电力系统整体暂态电压稳定状况实施评估。本发明为电力系统暂态电压稳定性分析提出量化评估指标，具有简单快速、高效等诸多优点，能够运用于电力系统在线分析控制和离线仿真分析，有助于分析人员进行暂态电压稳定性判别和系统薄弱节点辨识，及时采取有效的措施，提高大电网的安全稳定运行水平。
附图说明
图1为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测方法在第一个实施例中的流程示意图；
图2为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测方法在第二个实施例中的流程示意图；
图3为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测方法在第三个实施例中的流程示意图；
图4为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测方法在第四个实施例中的流程示意图；
图5为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测方法在第五个实施例中的流程示意图；
图6为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测方法在第六个实施例中的流程示意图；
图7为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测装置在第一个实施例中的结构示意图；
图8为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测装置在第二个实施例中的结构示意图；
图9为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测装置在第三个实施例中的结构示意图；
图10为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测装置在第四个实施例中的结构示意图；
图11为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测装置在第五个实施例中的结构示意图；
图12为本发明一种电力系统暂态电压稳定检测装置在第六个实施例中的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解的是，尽管在下文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
图1是本发明的电力系统暂态电压稳定检测方法在第一个实施例中的流程示意图，本实施例的电力系统暂态电压稳定检测方法可以由计算机CPU执行，也可以由嵌入式工业控制器等处理设备来执行，例如PLC(Programmable Logic Controller，可编程式逻辑控制器)、ARM控制器(Acorn RISC Machine)等。如图1所示，本实施例中的电力系统暂态电压稳定检测方法包括以下步骤：
S110：读取综合负荷模型的离线负荷参数；
其中，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷，所述等效电动机与所述等效静态负荷并联，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
如图2所示，在本发明的第二个实施例中，在所述S110之前还可以包括以下步骤S101-S102：
S101：将电力系统中负荷母线处的负荷等效生成为综合负荷模型，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷；
在实际的电力系统中，通常负荷母线处感应电动机及其他负荷的数量较多，因此在电力系统暂态电压稳定性分析中，本发明首先将负荷母线出的负荷进行必要的等效简化，从而抽象提取出简单的计算模型，对分析系统的动态特性有重要意义。
具体地，本发明实施例中，先将每一负荷母线处的负荷都等效为包括等效电动机和恒阻抗的等效静态负荷，且等效电动机和等效静态负荷并联。即本发明中将每一负荷母线处的负荷都等效为等效电动机和等效静态负荷并列的电力系统综合负荷模型。然后，分别建立电力系统中各负荷母线节点处的等值负荷模型。
S102：辨识所述综合负荷模型的离线负荷参数并进行存储，其中，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
在将负荷母线处的负荷等效生成为综合负荷模型后，需要对等效后的综合负荷模型进行离线负荷参数的辨识并进行存储，从而为后续等效电动机的转速估计、等效电动机的转速恢复时间等环节提供相应的模型参数。在本发明实施例中，离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗。
具体地，本发明实施例中根据系统特性以及等效的负荷模型，辨识所述综合负荷模型的离线负荷参数的实现可以包括以下过程：
1、分析综合负荷模型各个离线负荷参数的可辨识参量。具体地，若可辨识参量高于预设辨识阈值，即可认为该离线负荷参数可辨性高，则对该离线负荷参数进行离线辨识；若可辨识参量低于预设辨识阈值，则可认为该离线负荷参数可辨性低，则对该离线负荷参数进行拟合辨识。
2、通过已有方法辨识离线负荷参数。本发明中，可以使用阶跃响应法、或者脉冲响应法对离线负荷参数进行辨识。
进一步地，还可以对辨识得到的离线负荷参数进行验证，目的是使得由等效模型计算得到的数值结果能很好的拟合测试数据，从而为后续环节提供可靠的模型参数。
S120：实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；
随着电力系统中WAMS(Wide Area Measurement System，广域测量系统)的使用，电力系统的实时动态信息可以通过PMU(Phasor Measurement Unit，相量测量单元)直接测得。这些实测的实时动态信息包含了系统中所有的模型、参数和扰动情况。其中，适用于本发明的典型实测的实时动态信息有负荷母线处的电压V以及负荷母线处所消耗的有功功率P。
具体地，本发明中需要实时读取在线测量每个负荷母线处的电压，记为：V(1),V(2),…V(i-1),V(i),V(i+1)…；以及实时读取各负荷母线处消耗的有功功率，记为：P(1),P(2),…P(i-1),P(i),P(i+1)…，其中，i表示在ti时刻的第i个采样点。
S130：根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速；
等效电动机转速可有效表示负荷的动态特性，因此电动机转速估计十分重要。具体的，本发明可以先计算出等效电动机所消耗的有功功率，然后在根据等效电动机所消耗的有功功率估算出下一时刻的等效电动机转速。本发明实施例中，根据离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速，能够准确地反映电力系统的动态特性。
S140：根据所述离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速计算等效电动机转速恢复时间；
本发明实施例利用离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速估算等效电动机转速恢复时间。所述等效电动机转速恢复时间表征电力系统恢复正常运行的快慢，能够更直观地描述电力系统暂态电压稳定性问题，对于电力系统暂态电压稳定性评估具有重要意义。
S150：根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量。
本发明实施例中，通过上述S140计算得到等效电动机转速恢复时间，并将所述等效电动机转速恢复时间作为评价暂态电压稳定的标准，确定暂态电压稳定性参量实现暂态电压稳定的量化评估。本发明实施例利用等效电动机转速恢复时间作为评价暂态电压稳定的标准，有助于分析人员快速准确地判别系统暂态电压的稳定性，及时采取有效的措施，保证电网的安全稳定运行。
本发明通过读取综合负荷模型的离线负荷参数，该综合负荷模型包括相互并联的等效电动机和等效静态负荷，然后结合实时读取的负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率估算出等效电动机的转速。接着，再根据该转速估算等效电动机转速恢复时间。最后，将该等效电动机转速恢复时间作为评估系统暂态电压稳定的依据，从而对电力系统整体暂态电压稳定状况实施评估。本发明为电力系统暂态电压稳定性分析提出量化评估指标，具有简单快速、高效等诸多优点，能够运用于电力系统在线分析控制和离线仿真分析，有助于分析人员进行暂态电压稳定性判别和系统薄弱节点辨识，及时采取有效的措施，提高大电网的安全稳定运行水平。
如图3所示，在本发明所述方法的第三个实施例中，上述S130可以包括以下步骤S210-S220。
S210：根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算等效电动机的有功功率；
上述S130中实时读取为负荷母线处的电压和消耗的有功功率，两者是等效静态负荷与等效电动机负荷特性的综合结果反应，因此需要根据离线负荷参数和负荷母线处的电压将负荷母线处消耗的有功功率转化为电动机消耗的有功功率，从而用于分析电力系统的动态特性。
如图4所示，在本发明所述方法的第四个实施例中，S210可以进一步地包括以下步骤S211-S213。
S211：从所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压读取电力系统中稳态时的稳态有功功率和稳态电压；
电力系统等效静态负荷所吸收的功率可以用稳态测量结果计算得到，因此，本实施例先从负荷母线处的有功功率和负荷母线处的电压中，读取WAMS在稳态时所测量获得的稳态有功功率和稳态电压。
S212：根据所述稳态有功功率计算获得等效静态负荷的有功功率；
具体地，可以通过以下公式计算获得等效静态负荷的有功功率，
其中，PS(i)分别表示第i个采样点处静态负荷的有功功率；V(i)表示第i个采样点处母线电压的测量值；PS0、V0分别表示电力系统在稳态运行情况下，等效静态负荷消耗的有功功率以及负荷母线处的电压。
S213：根据所述等效静态负荷的有功功率、所述稳态电压、当前时刻负荷母线处的有功功率和当前时刻负荷母线处的电压计算等效电动机的有功功率。
具体地，在本发明实施例中根据负荷母线处的有功功率，计算各负荷母线节点处电动机的有功功率，其典型表达式如下：
其中，PM(i)、PS(i)分别表示第i个采样点处等效电动机以及等效静态负荷的有功功率。
S220：根据当前时刻所述等效电动机的有功功率和当前时刻所述负荷母线处的电压确定下一时刻等效电动机转速；
本发明中，根据S210中得到的等效电动机的有功功率，再根据当前时刻负荷母线处的电压估算下一时刻的等效电动机转速，其典型表达式如下：
式中，ωe表示同步电机的角速度，通常为一常数；ω(i)为等效电动机在ti时刻的角速度；ω(i+1)表示等效电动机ti+1时刻角速度的估计值；H为惯性常数的预测值，通常为常数；Rs、Rr分别为等效电动机的定子电阻、转子电阻；s(i)表示转差率；Δt为ti时刻至ti+1时刻的时间间隔。
本发明可以先计算出等效电动机所消耗的有功功率，然后在根据等效电动机所消耗的有功功率估算出下一时刻的等效电动机转速，能够有效地估算等效电动机转速，准确地反映电力系统的动态特性。
如图5所示，在本发明所述方法的第五个实施例中，上述S140，可以包括以下子步骤：
S310：计算当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速的转速差；
S320：根据所述转速差估算获得等效电动机转速恢复时间。
本发明实施例，通过利用线性近似的方法估算等效电动机转速恢复时间，典型的计算公式如下：
其中，tes(i)表示在ti时刻电动机转速恢复时间的估计值；δ表示设定的误差范围；ωcr通过临界转差率scr计算得到，即：Xs、Rr、Xr分别为等效电动机的定子电抗、转子电阻、磁励电抗；Δω(i)为ti时刻的等效电动机转速和ti+1时刻的等效电动机转速的转速差。
进一步地，当等效电动机转速估算过程中产生一些高频波动时，可以计算等效电动机转速的平均值，典型的计算公式如下：
如图6所示，在本发明所述方法的第六个实施例中，上述S150可以包括以下子步骤：
S410：根据所述等效电动机转速恢复时间，确定电力系统暂态电压稳定状态，其中所述稳定状态包括电压快速降低、电压快速恢复以及电压延迟恢复或系统电压不稳定；
具体地，通过判断电动机转速恢复时间的大小与正负，确定电力系统暂态电压稳定状态：
1、当等效电动机转速恢复时间为负值，且其绝对值小于预设第一时间阈值时，确定电力系统暂态电压稳定状态为系统电压快速降低。
2、当等效电动机转速恢复时间的绝对值较大时，即该绝对值大于预设第二时间阈值时，表明系统电压延迟恢复或者系统电压不稳定，则确定电力系统暂态电压稳定状态为电压延迟恢复或系统电压不稳定；
3、当等效电动机转速恢复时间为正值，且其值小于预设第三时间阈值时，表明电动机转速可快速恢复，确定电力系统暂态电压稳定状态为系统电压快速恢复。
S420：根据所述稳定情况确定暂态电压稳定性参量。
本实施例中，电力系统暂态电压稳定性参量可由一个三值变量表示，分别表示系统电压快速降低、电压快速恢复、电压延迟恢复或者系统电压不稳定，可用-1,1,0或表示，典型的表示公式如下：
其中，a表示电力系统暂态电压稳定性参量；k1、k2、k3分别表示等效电动机转速恢复时间的第一时间阈值、第二时间阈值、第三时间阈值；tes表示在电动机转速恢复时间。
本领域技术人员还可以使用其他符号表示暂态电压稳定性参量。
本发明实施例利用等效电动机转速恢复时间作为评价暂态电压稳定的标准，通过根据所述等电动机转速和所述等效电动机转速恢复时间，确定电力系统暂态电压稳定状态，根据所述稳定情况确定暂态电压稳定性参量，简单方便，有助于分析人员快速准确地判别系统暂态电压的稳定性，及时采取有效的措施，保证电网的安全稳定运行。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。
根据上述本发明的方法，本发明还提供一种电力系统暂态电压稳定检测装置，下面结合附图及较佳实施例对本发明的电力系统暂态电压稳定检测装置进行说明。
请参看图7，图7为本发明的装置在第一个实施例中的结构示意图。如图7所示，该实施例中的装置包括：
第一读取模块510，用于读取综合负荷模型的离线负荷参数，其中，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷，所述等效电动机与所述等效静态负荷并联，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
在本发明实施例中，所述离线负荷参数可以通过以下模型生成模块511和辨识模块512生成，其中，模型生成模块511，用于将电力系统中负荷母线处的负荷等效生成为综合负荷模型，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷；辨识模块512，用于辨识所述综合负荷模型的离线负荷参数并进行存储，其中，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
第二读取模块530，用于实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；
转速计算模块540，用于根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速；
恢复时间计算模块550，用于根据所述离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速计算等效电动机转速恢复时间；
稳定性参量确定模块560，用于根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量。
以上各模块的具体实施方式参见方法实施例，此处不再赘述。
本发明通过第一读取模块510读取综合负荷模型的离线负荷参数，该综合负荷模型包括相互并联的等效电动机和等效静态负荷，再由第二读取模块530实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；转速计算模块540结合实时读取的负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率估算出等效电动机的转速。接着，恢复时间计算模块550再根据该转速估算等效电动机转速恢复时间。最后，稳定性参量确定模块560将该等效电动机转速恢复时间作为评估系统暂态电压稳定的依据，从而对电力系统整体暂态电压稳定状况实施评估。本发明所述装置为电力系统暂态电压稳定性分析提出量化评估指标，具有简单快速、高效等诸多优点，能够运用于电力系统在线分析控制和离线仿真分析，有助于分析人员进行暂态电压稳定性判别和系统薄弱节点辨识，及时采取有效的措施，提高大电网的安全稳定运行水平。
请参看图8，图8为本发明的装置在第二个实施例中的结构示意图。在该实施例中，所述装置还包括：
模型生成模块511和辨识模块512生成，其中，
模型生成模块511，用于将电力系统中负荷母线处的负荷等效生成为综合负荷模型，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷；
辨识模块512，用于辨识所述综合负荷模型的离线负荷参数并进行存储，其中，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
请参看图9，图9为本发明的装置在第三个实施例中的结构示意图。在该实施例中，所述转速计算模块540，包括第一功率计算模块610和转速确定模块620，其中，
第一功率计算模块610，用于根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算等效电动机的有功功率；
转速确定模块620，用于根据当前时刻所述等效电动机的有功功率和当前时刻所述负荷母线处的电压确定下一时刻等效电动机转速；
优选地，如图10所示，在本发明的装置在第四个实施例中，所述第一功率计算模块610，包括：
第三读取模块611，用于从所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压读取电力系统中稳态时的稳态有功功率和稳态电压；
负荷功率计算模块612，用于根据所述稳态有功功率计算获得等效静态负荷的有功功率；
第二功率计算模块613，用于根据所述等效静态负荷的有功功率、所述稳态电压、当前时刻负荷母线处的有功功率和当前时刻负荷母线处的电压计算等效电动机的有功功率。
请参看图11，图11为本发明的装置在第五个实施例中的结构示意图。在该实施例中，所述恢复时间计算模块550，包括转速差计算模块710和估算模块720，其中，
转速差计算模块710，用于计算当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速的转速差；
估算模块720，用于根据所述转速差估算获得等效电动机转速恢复时间：
其中，tes(i)表示在ti时刻电动机转速恢复时间的估计值；δ表示设定的误差范围；ωcr通过临界转差率scr计算得到，即：Xs、Rr、Xr分别为等效电动机的定子电抗、转子电阻、磁励电抗。
请参看图12，图12为本发明的装置在第六个实施例中的结构示意图。在该实施例中，所述稳定性参量确定模块560，包括状态确定模块810和参量生成模块820，其中，
状态确定模块810，用于根据所述等效电动机转速恢复时间及预设的第一时间阈值、第二时间阈值和第三时间阈值，确定电力系统暂态电压稳定状态，其中所述稳定状态包括电压快速降低、电压快速恢复以及电压延迟恢复或系统电压不稳定；
参量生成模块820，用于根据所述稳定情况生成暂态电压稳定性参量：
其中，a表示系统暂态电压稳定性参量；k1、k2、k3分别表示电动机转速恢复时间的第一时间阈值、第二时间阈值、第三时间阈值；tes表示在电动机转速恢复时间。
本发明的装置实施例与方法相对应，装置实施例中各模块的具体实现方式参见方法是实施例，此处不再赘述。
上述电力系统暂态电压稳定检测装置可执行本发明实施例所提供的电力系统暂态电压稳定检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.电力系统暂态电压稳定检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
读取综合负荷模型的离线负荷参数，其中，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷，所述等效电动机与所述等效静态负荷并联，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；
根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速：
读取稳态有功功率PS0和稳态电压V0；
根据所述稳态有功功率PS0计算获得等效静态负荷的有功功率PS(i)：
其中，V(i)表示第i个采样点处母线电压的测量值；
根据所述等效静态负荷的有功功率PS(i)、稳态电压V0、当前时刻负荷母线处的有功功率P(i)和以第i个采样点处母线电压的测量值作为当前时刻负荷母线处的电压V(i)计算等效电动机的有功功率；
其中，PM(i)表示第i个采样点处等效电动机的有功功率；
根据当前时刻所述等效电动机的有功功率和当前时刻所述负荷母线处的电压确定下一时刻的等效电动机转速：
其中，ωe表示同步电机的角速度，为一常数；ω(i)为等效电动机在ti时刻的角速度；ω(i+1)表示等效电动机ti+1时刻角速度的估计值；H为惯性常数的预测值，为常数；Rs、Rr分别为等效电动机的定子电阻、转子电阻；s(i)表示转差率；Δt为ti时刻至ti+1时刻的时间间隔；
根据所述离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速计算等效电动机转速恢复时间：
计算当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速的转速差；
根据所述转速差估算获得等效电动机转速恢复时间：
其中，tes(i)表示在ti时刻电动机转速恢复时间的估计值；δ表示设定的误差范围；ωcr通过临界转差率scr计算得到，即：Xs、Rr、Xr分别为等效电动机的定子电抗、转子电阻、磁励电抗；Δω(i)为ti时刻的等效电动机转速和ti+1时刻的等效电动机转速的转速差；根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量。
2.根据权利要求1所述的电力系统暂态电压稳定检测方法，其特征在于，在读取综合负荷模型的离线负荷参数之前，还包括如下步骤：
将电力系统中负荷母线处的负荷等效生成为综合负荷模型；
辨识所述综合负荷模型的离线负荷参数并进行存储。
3.根据权利要求1所述的电力系统暂态电压稳定检测方法，其特征在于，所述根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量的步骤，包括：
根据所述等效电动机转速恢复时间确定电力系统暂态电压稳定状态，其中所述稳定状态包括电压快速降低、电压快速恢复以及系统电压不稳定；
根据所述稳定情况确定暂态电压稳定性参量：
其中，a表示系统暂态电压稳定性参量；k1、k2、k3分别表示电动机转速恢复时间的第一时间阈值、第二时间阈值、第三时间阈值；tes表示在电动机转速恢复时间。
4.电力系统暂态电压稳定检测装置，其特征在于，包括如下模块：
第一读取模块，用于读取综合负荷模型的离线负荷参数，其中，所述综合负荷模型包括等效电动机和等效静态负荷，所述等效电动机与所述等效静态负荷并联，所述离线负荷参数包括等效电动机的转子阻抗、定子阻抗和磁励电抗以及等效静态负荷的阻抗；
第二读取模块，用于实时读取负荷母线处的电压以及负荷母线处的有功功率；
转速计算模块，用于根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算下一时刻的等效电动机转速；
恢复时间计算模块，用于根据所述离线负荷参数、当前时刻的等效电动机转速和下一时刻的等效电动机转速计算等效电动机转速恢复时间：
根据当前时刻所述等效电动机的有功功率和当前时刻所述负荷母线处的电压确定下一时刻的等效电动机转速：
其中，ωe表示同步电机的角速度，为一常数；ω(i)为等效电动机在ti时刻的角速度；ω(i+1)表示等效电动机ti+1时刻角速度的估计值；H为惯性常数的预测值，为常数；Rs、Rr分别为等效电动机的定子电阻、转子电阻；s(i)表示转差率；Δt为ti时刻至ti+1时刻的时间间隔；
稳定性参量确定模块，用于根据所述等效电动机转速恢复时间确定暂态电压稳定性参量；
所述转速计算模块，包括：
第一功率计算模块，用于根据所述离线负荷参数、所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压计算等效电动机的有功功率；
转速确定模块，用于根据当前时刻所述等效电动机的有功功率和当前时刻所述负荷母线处的电压确定下一时刻等效电动机转速；
其中，所述第一功率计算模块，包括：
第三读取模块，用于从所述负荷母线处的有功功率和所述负荷母线处的电压读取电力系统中稳态时的稳态有功功率PS0和稳态电压V0；
负荷功率计算模块，用于根据所述稳态有功功率PS0计算获得等效静态负荷的有功功率PS(i)：
其中，V(i)表示第i个采样点处母线电压的测量值；
第二功率计算模块，用于根据所述等效静态负荷的有功功率PS(i)、所述稳态电压V0、当前时刻负荷母线处的有功功率P(i)和以第i个采样点处母线电压的测量值作为当前时刻负荷母线处的电压V(i)计算等效电动机的有功功率：
其中，PM(i)表示第i个采样点处等效电动机的有功功率。
5.根据权利要求4所述的电力系统暂态电压稳定检测装置，其特征在于，还包括：
模型生成模块，用于将电力系统中负荷母线处的负荷等效生成为综合负荷模型；
辨识模块，用于辨识所述综合负荷模型的离线负荷参数并进行存储。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611102113.8A CN106599425B (zh) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | 电力系统暂态电压稳定检测方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611102113.8A CN106599425B (zh) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | 电力系统暂态电压稳定检测方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106599425A CN106599425A (zh) | 2017-04-26 |
| CN106599425B true CN106599425B (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=58594836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611102113.8A Active CN106599425B (zh) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | 电力系统暂态电压稳定检测方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106599425B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110867862B (zh) * | 2019-12-20 | 2021-01-01 | 国家电网有限公司 | 一种电网暂态电压稳定量化评估方法 |
| CN111596166A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-28 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种配电网不接地系统低频振荡冲击电流快速估算方法 |
| CN111628501B (zh) * | 2020-06-18 | 2023-04-18 | 国网山东省电力公司济南供电公司 | 一种交直流大电网暂态电压稳定评估方法及系统 |
| CN118013862B (zh) * | 2024-04-09 | 2024-07-05 | 湖南大学 | 一种风电场短期电压稳定性仿真模型构建、评估及监测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103076537A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-05-01 | 清华大学 | 一种基于面积法则的输电网暂态电压稳定的判定方法 |
| CN103595040A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-19 | 国网上海市电力公司 | 含直流分布式电源的配电网及其综合负荷特性的分析方法 |
-
2016
- 2016-12-02 CN CN201611102113.8A patent/CN106599425B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103076537A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-05-01 | 清华大学 | 一种基于面积法则的输电网暂态电压稳定的判定方法 |
| CN103595040A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-19 | 国网上海市电力公司 | 含直流分布式电源的配电网及其综合负荷特性的分析方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 感应电动机负荷参数辨识及动态特性解析算法研究;廖卫平;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》;20161015(第10期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106599425A (zh) | 2017-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106599425B (zh) | 电力系统暂态电压稳定检测方法和装置 | |
| CN107783006B (zh) | 水轮发电机转子绕组匝间短路故障检测方法 | |
| CN107462764A (zh) | 一种电压暂降检测与刻画的自动分段方法 | |
| CN109830972B (zh) | 一种新能源场站振荡源快速识别系统及方法 | |
| CN107919666B (zh) | 一种基于广域响应的地区电网暂态稳定在线综合预判方法 | |
| CN107677960A (zh) | 基于pmu量测的同步发电机参数辨识方法 | |
| CN103969579A (zh) | 永磁同步电机定子不对称故障诊断方法及系统 | |
| CN105425171A (zh) | 一种变频器低电压穿越电源电压跌落检测方法 | |
| CN111142048A (zh) | 基于空间三维曲线分析的变压器绕组短路故障在线检测方法 | |
| CN102445660B (zh) | 基于灰色Verhulst模型的发电机功角预测方法 | |
| CN103076537A (zh) | 一种基于面积法则的输电网暂态电压稳定的判定方法 | |
| CN108548987A (zh) | 基于电流相位变化的有源配电网故障定位方法 | |
| CN109901003B (zh) | 一种逆变器功率故障检测方法及系统 | |
| CN108092272A (zh) | 一种基于渐消卡尔曼滤波的电压稳定在线监测方法 | |
| CN117370914A (zh) | 一种电网攻击检测模型测试方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN108896805A (zh) | 斩波信号检定方法、系统及电能检测装置 | |
| CN115343579B (zh) | 一种电网故障分析方法、装置及电子设备 | |
| CN106646106B (zh) | 基于变点探测技术的电网故障检测方法 | |
| Duvvuri et al. | Model-based broken rotor bars fault detection and diagnosis in squirrel-cage induction motors | |
| CN104267243B (zh) | 同步发电机内电势和电抗参数的测量方法及装置 | |
| CN109001556B (zh) | 一种类强迫超低频振荡的判别方法及系统 | |
| CN112952865B (zh) | 一种三相不平衡跌落及相位突变检测方法 | |
| CN111082420A (zh) | 一种改善交直流混联电网暂态稳定性的方法和系统 | |
| CN111337827A (zh) | 一种基于无线传感网络的电机测控系统及测控方法 | |
| CN111929630A (zh) | 一种电流互感器饱和度的检测方法及检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20181126 Address after: 510620 No. 2 Tianhe two road, Tianhe District, Guangzhou, Guangdong Applicant after: Guangzhou Power Supply Bureau Address before: 510620 No. 2 Tianhe two road, Tianhe District, Guangzhou, Guangdong Applicant before: Guangzhou Power Supply Bureau Applicant before: Tsinghua University |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200922 Address after: 510620 Tianhe District, Guangzhou, Tianhe South Road, No. two, No. 2, No. Patentee after: Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.,Ltd. Address before: 510620 Tianhe District, Guangzhou, Tianhe South Road, No. two, No. 2, No. Patentee before: GUANGZHOU POWER SUPPLY Co.,Ltd. |