CN110571809B - 基于能量函数的换相序控制方法及系统 - Google Patents

基于能量函数的换相序控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于能量函数的换相序控制方法及系统，该方法包括：对故障切除能量和临界能量的计算，并根据故障切除能量和临界能量大小判断是否需要进行换相序，若是，则进一步判断稳定平衡点功角和当前功角是否均满足换相序条件，若均满足换相序条件，则进行换相序；然后对换相序前后的能量差进行计算，再根据临界能量得到第一能量和值，并根据第一能量和值，确定系统是否稳定，若不稳定，重复换相序过程直至电力系统稳定。通过本发明上述方法在电力系统功角失稳至第二设定功角时，利用电力电子开关迅速进行相序切换，进而提高电力系统的稳定性。

Description

基于能量函数的换相序控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统稳定控制技术领域，特别是涉及一种基于能量函数的换相序控制方法及系统。
背景技术
稳定性问题是交流输电系统的最大问题。随着电网规模扩大，区域互联不断增多，系统中各种不确定性运行变量与复杂扰动因素相互干扰、相互影响，极易造成联络线功率大幅摆动，显著增加了系统发生暂态失稳的概率，给系统安全稳定运行带来了极大的风险。当系统受到扰动失稳后，通常使用的紧急控制措施有切机、切负荷、低频减载以及失步解列等措施，这些措施的共同点在于一定程度上牺牲电网运行的完整性，另一方面，失步解列作为防止系统崩溃的最后一道防线，以牺牲电网完整性为代价来恢复系统稳定运行。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种基于能量函数的换相序控制方法及系统，以提高电力系统的稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于能量函数的换相序控制方法，所述换相序控制方法包括：
获取故障切除时刻电力系统的状态，所述状态记为故障切除状态，所述故障切除状态包括故障切除功角和故障切除转速差；
根据所述故障切除状态，利用电力系统能量函数计算电力系统的故障切除能量；
采用暂态稳定分析方法对故障切除后的电力系统分析，确定稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角；
根据所述不稳定平衡点功角，采用电力系统势能函数计算临界能量；
判断所述故障切除能量是否大于所述临界能量，得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示是，判断所述稳定平衡点功角是否小于第一设定功角，得第二判断结果；
若所述第二判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第一当前功角，并判断所述第一当前功角是否为第二设定功角，得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则对电力系统进行第一次换相序，所述第一次换相序后瞬间所述第一当前功角为第二设定功角减去2π/3；
根据所述第二设定功角，利用电力系统能量函数确定第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差，记为第一能量差；
对所述临界能量和所述第一能量差进行求和，得到第一能量和值；
判断所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判断结果；
若所述第四判断结果表示否，则电力系统稳定，换相序结束；
若所述第四判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第二当前功角，并判断所述第二当前功角是否为第二设定功角，得第五判断结果；
若所述第五判断结果表示是，则对电力系统进行第二次换相序，所述第二次换相序后瞬间所述第二当前功角为第二设定功角减去2π/3；
对所述第一能量和值和所述第一能量差进行求和，得到第二能量和值，跳转至步骤“判断所述故障切除能量是否大于第一能量和值，得第四判断结果”，直至电力系统稳定。
可选的，所述第一设定功角为
Figure BDA0002249578860000021
其中，δh表示第二设定功角。
可选的，所述第二设定功角为5π/6。
可选的，换相序后电力系统能量计算公式为：
Figure BDA0002249578860000022
其中，δh表示第二设定功角，ωh表示换相序前瞬间的转速差，M表示电力系统的惯性时间常数，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure BDA0002249578860000023
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
可选的，换相序前后电力系统能量差计算公式为：
Figure BDA0002249578860000024
其中，δh表示第二设定功角，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure BDA0002249578860000025
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
一种基于能量函数的换相序控制系统，所述换相序控制系统包括：
故障切除状态获取模块，用于获取故障切除时刻电力系统的状态，所述状态记为故障切除状态，所述故障切除状态包括故障切除功角和故障切除转速差；
故障切除能量计算模块，用于根据所述故障切除状态，利用电力系统能量函数计算电力系统的故障切除能量；
稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角确定模块，用于采用暂态稳定分析方法对故障切除后的电力系统分析，确定稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角；
临界能量计算模块，用于根据所述不稳定平衡点功角，采用电力系统势能函数计算临界能量；
第一判断模块，用于判断所述故障切除能量是否大于所述临界能量，得第一判断结果；
第二判断模块，用于若所述第一判断结果表示是，判断所述稳定平衡点功角是否小于第一设定功角，得第二判断结果；
第三判断模块，用于若所述第二判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第一当前功角，并判断所述第一当前功角是否为第二设定功角，得第三判断结果；
第一次换相序模块，用于若所述第三判断结果表示是，则对电力系统进行第一次换相序，所述第一次换相序后瞬间所述第一当前功角为第二设定功角减去2π/3；
第一能量差确定模块，用于根据所述第二设定功角，利用电力系统能量函数确定第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差，记为第一能量差；
第一能量和值获取模块，用于对所述临界能量和所述第一能量差进行求和，得到第一能量和值；
第四判断模块，用于判断所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判断结果；
结束模块，用于若所述第四判断结果表示否，则电力系统稳定，换相序结束；
第五判断模块，用于若所述第四判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第二当前功角，并判断所述第二当前功角是否为第二设定功角，得第五判断结果；
第二次换相序模块，用于若所述第五判断结果表示是，则对电力系统进行第二次换相序，所述第二次换相序后瞬间所述第二当前功角为第二设定功角减去2π/3；
电力系统稳定模块，用于对所述第一能量和值和所述第一能量差进行求和，得到第二能量和值，跳转至第四判断模块，直至电力系统稳定。
可选的，所述第一设定功角为
Figure BDA0002249578860000041
其中，δh表示第二设定功角。
可选的，所述第二设定功角为5π/6。
可选的，换相序后电力系统能量计算公式为：
Figure BDA0002249578860000042
其中，δh表示第二设定功角，ωh表示换相序前瞬间的转速差，M表示电力系统的惯性时间常数，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure BDA0002249578860000043
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
可选的，换相序前后电力系统能量差计算公式为：
Figure BDA0002249578860000044
其中，δh表示第二设定功角，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure BDA0002249578860000045
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的一种基于能量函数的换相序控制方法及系统，在系统功角失稳至第二设定功角时，利用电力电子开关迅速进行相序切换，进而提高电力系统稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种基于能量函数的换相序控制方法的流程图；
图2为本发明实施例换相序技术相量图；
图3为本发明实施例换相序示意图；
图4为本发明实施例单机无穷大系统发电机侧装设换相序装置示意图；
图5为本发明实施例一种基于能量函数的换相序控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明的目的是提供一种基于能量函数的换相序控制方法及系统，以提高电力系统的稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
换相序技术(Phase Sequence Exchange Technology,PSET)是一种电力系统紧急控制技术，以单机对无穷大电力系统为例，当电力系统受到扰动后失步，功角会摆开到90°～180°之间某一角度，如图2所示，当系统功角为δh时进行换相序操作，利用电力电子装置将联络线路的一次侧相位断开后迅速换相序连接，发电机侧的A、B、C三相依次连接到系统C、A、B三相，如图3所示。以A相为例，相序交换前瞬间功角δh为相量
Figure BDA0002249578860000051
与
Figure BDA0002249578860000052
之间的夹角，相序交换后瞬间功角δh′为相量
Figure BDA0002249578860000053
(换相序后变为
Figure BDA0002249578860000054
)与
Figure BDA0002249578860000055
之间的夹角，δh′＝δh-2π/3，即实现了功角瞬时减小120°，进而抑制电力系统失稳。
参见图4，为单机无穷大系统，也就是OMIB系统，发电机侧装设换相序装置。若发电机采用经典二阶模型，忽略原动机及调速器动态，忽略励磁系统动态，采用上述经典假设后，系统完整的标幺值数学模型为
Figure BDA0002249578860000056
其中，ω为转子角速度与同步速的偏差，δ为功角，即发电机等效电势E′∠δ与无穷大母线U∠0°之间的角度。M为发电机惯性时间常数，Pm＝const为机械功率，Pe为电磁功率，其表达式为
Figure BDA0002249578860000061
其中，E′与U为常数，xΣ为系统总电抗。
换相序后，电磁功率Pe′为
Figure BDA0002249578860000062
图1为本发明实施例一种基于能量函数的换相序控制方法的流程图，参见图1，一种基于能量函数的换相序控制方法，所述换相序控制方法包括以下步骤：
S1：获取故障切除时刻电力系统的状态，所述状态记为故障切除状态，所述故障切除状态包括故障切除功角和故障切除转速差。
S2：根据所述故障切除状态，利用电力系统能量函数计算电力系统的故障切除能量。
具体的，依据经典暂态能量函数法，定义系统动能Vk为
Figure BDA0002249578860000063
以故障切除后稳定平稳点功角δS为势能参考点，定义系统势能Vp为
Figure BDA0002249578860000064
其中，
Figure BDA0002249578860000065
为故障切除后电磁功率最大值。
所述电力系统能量函数为：
Figure BDA0002249578860000066
其中，δ表示电力系统的功角，ω表示电力系统的转速差，M表示电力系统的惯性时间常数，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure BDA0002249578860000067
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
具体的，所述故障切除能量也就是故障切除时刻能量Vc为
Figure BDA0002249578860000068
其中，δc表示故障切除功角，ωc和表示故障切除转速差。
S3：采用暂态稳定分析方法对故障切除后的电力系统分析，确定稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角。
具体的，
Figure BDA0002249578860000071
S4：根据所述不稳定平衡点功角，采用电力系统势能函数计算临界能量。
具体的，不采取换相序措施时，以不稳定平衡点δu处的势能作为临界能量Vcr，则
Figure BDA0002249578860000072
S5：判断所述故障切除能量是否大于所述临界能量，得第一判断结果。
具体的，若所述第一判断结果表示否，则系统稳定，不需要进行换相序。
S6：若所述第一判断结果表示是，判断所述稳定平衡点功角是否小于第一设定功角，得第二判断结果。
具体的，若所述第二判断结果表示否，则系统失去稳定，但是不能进行换相序。
S7：若所述第二判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第一当前功角，并判断所述第一当前功角是否为第二设定功角，得第三判断结果。
具体的，若所述第三判断结果表示否，则继续监测第一当前功角直至其达到第二设定功角(直至第三判断结果表示是)。
S8：若所述第三判断结果表示是，则对电力系统进行第一次换相序，所述第一次换相序后瞬间所述第一当前功角为第二设定功角减去2π/3。
S9：根据所述第二设定功角，利用电力系统能量函数确定第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差，记为第一能量差。
具体的，系统在换相序后瞬间总能量为
Figure BDA0002249578860000073
其中，δh表示换相序前瞬间功角也就是第二设定功角，ωh表示换相序前瞬间的转速差。
换相序就是让当前功角瞬时减小120°，因此换相序前后的转速差没有改变，仅是功角的变化，则第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差即为换相序瞬间能量变化量ΔV：
Figure BDA0002249578860000081
S10：对所述临界能量和所述第一能量差进行求和，得到第一能量和值。
具体的，故障切除后至换相序前系统总能量保持不变，则换相序前瞬间的总能量等于故障切除能量Vc。第一次换相序后，故障切除能量Vc减小ΔV。因此，采取换相序措施后，故障切除时临界能量为Vcr+ΔV，因此换相序后的临界能量即为第一能量和值。
Figure BDA0002249578860000082
S11：判断所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判断结果。
S12：若所述第四判断结果表示否，则电力系统稳定，换相序结束。
S13：若所述第四判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第二当前功角，并判断所述第二当前功角是否为第二设定功角，得第五判断结果。
若所述第五判断结果表示否，则继续监测第二当前功角直至第五判断结果表示是。
S14：若所述第五判断结果表示是，则对电力系统进行第二次换相序，所述第二次换相序后瞬间所述第二当前功角为第二设定功角减去2π/3。
S15：对所述第一能量和值和所述第一能量差进行求和，得到第二能量和值，跳转至步骤“判断所述故障切除能量是否大于第一能量和值，得第四判断结果”，直至电力系统稳定。
优选的，所述第一设定功角为
Figure BDA0002249578860000083
其中，δh表示第二设定功角。
具体的，当ΔV＞0时，换相序操作使系统总能量减小。显然，换相序技术前提为：
Figure BDA0002249578860000084
由于
Figure BDA0002249578860000085
最终式整理得
Figure BDA0002249578860000091
即为换相序技术通用适用条件。
优选的，所述第二设定功角为5π/6。
具体的，ΔV越大，换相序消减的不平衡能量越大，越有利于系统稳定。ΔV关于换相序时功角δh的导数为
Figure BDA0002249578860000092
令上式等于0，可得
Figure BDA0002249578860000093
因此，当δh＝5π/6时换相序，减小的能量最大，为
Figure BDA0002249578860000094
此时，换相序效果最优。
当δh＝5π/6时，δS＜0.31π为采用最优换相序功角时对应的换相序适用条件。
因此，本发明提出了一种最优控制策略，以换相序减小能量ΔV最大为控制判据，证明了当第二设定功角为5π/6时，换相序效果最优，系统恢复稳定状态所需的时间最短，并提出了采取最优换相序策略时(δh＝5π/6)，换相序适用条件。下面为基于能量函数的最优换相序控制方法。
具体的，计算故障切除时刻能量Vc及换相序前临界能量Vcr，若Vc≤Vcr，则系统稳定，反之若Vc＞Vcr，则系统失稳，判断是否满足换相序使系统稳定的前提条件，即δS＜0.31π，若满足δS＜0.31π，则监测系统功角，在δh＝5π/6时进行换相序，之后判断该次换相序后系统是否稳定。将δh＝5π/6代入公式计算ΔV，若Vc≤Vcr+ΔV，则该次换相序能使系统稳定；反之若Vc＞Vcr+ΔV，则该次换相序后系统仍失稳，则再次进行换相序，也可以说是多次换相序，第k(k初始值为2)次换相序在功角摆到5π/6时进行换相序。若Vc≤Vcr+kΔV，则第k次换相序能使系统稳定；反之若Vc＞Vcr+kΔV，则第k次换相序后系统仍失稳，令k＝k+1并重复上述步骤直至系统稳定。
本发明提出了多次换相序控制，提出以第k次换相序的临界能量为依据，判断第k次换相序后系统是否稳定；提出最优多次换相序控制，即每次换相序都在功角为5π/6时换相序。
图5为本发明实施例一种基于能量函数的换相序控制系统的结构示意图，参见图5。
所述换相序控制系统包括：
故障切除状态获取模块501，用于获取故障切除时刻电力系统的状态，所述状态记为故障切除状态，所述故障切除状态包括故障切除功角和故障切除转速差；
故障切除能量计算模块502，用于根据所述故障切除状态，利用电力系统能量函数计算电力系统的故障切除能量；
稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角确定模块503，用于采用暂态稳定分析方法对故障切除后的电力系统分析，确定稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角；
临界能量计算模块504，用于根据所述不稳定平衡点功角，采用电力系统势能函数计算临界能量；
第一判断模块505，用于判断所述故障切除能量是否大于所述临界能量，得第一判断结果；
第二判断模块506，用于若所述第一判断结果表示是，判断所述稳定平衡点功角是否小于第一设定功角，得第二判断结果；
第三判断模块507，用于若所述第二判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第一当前功角，并判断所述第一当前功角是否为第二设定功角，得第三判断结果；
第一次换相序模块508，用于若所述第三判断结果表示是，则对电力系统进行第一次换相序，所述第一次换相序后所述第一当前功角为第二设定功角减去2π/3；
第一能量差确定模块509，用于根据所述第二设定功角，利用电力系统能量函数确定第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差，记为第一能量差；
第一能量和值获取模块510，用于对所述临界能量和所述第一能量差进行求和，得到第一能量和值；
第四判断模块511，用于判断所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判断结果；
结束模块512，用于若所述第四判断结果表示否，则电力系统稳定，换相序结束；
第五判断模块513，用于若所述第四判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第二当前功角，并判断所述第二当前功角是否为第二设定功角，得第五判断结果；
第二次换相序模块514，用于若所述第五判断结果表示是，则对电力系统进行第二次换相序，所述第二次换相序后瞬间所述第二当前功角为第二设定功角减去2π/3；
电力系统稳定模块515，用于对所述第一能量和值和所述第一能量差进行求和，得到第二能量和值，跳转至第四判断模块，直至电力系统稳定。
优选的，所述第一设定功角为
Figure BDA0002249578860000111
其中，δh表示第二设定功角。
优选的，所述第二设定功角为5π/6。
优选的，换相序后电力系统能量计算公式为：
Figure BDA0002249578860000112
其中，δh表示第二设定功角，ωh表示换相序前瞬间的转速差，M表示电力系统的惯性时间常数，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure BDA0002249578860000113
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
优选的，换相序前后电力系统能量差计算公式为：
Figure BDA0002249578860000114
其中，δh表示第二设定功角，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure BDA0002249578860000115
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
本发明在系统功角摆到δh时，利用电力电子开关迅速进行相序切换，发电机侧ABC相换相序连接至系统侧cab相，进而提高电力系统稳定性。
本发明提出了一种基于能量函数的换相序控制方法，能够识别是否需要换相序控制、是否满足换相序控制条件以及该次换相序后系统是否稳定，是否需要多次换相序控制，有利于电力系统的安全、可靠运行。
本发明提出了通用换相序适用条件，对于每一个δh取值，都有与之对应的换相序适用条件，该条件保证了换相序措施的有效性。
本发明提出以采取换相序措施后系统临界能量为判据，判断该次换相序后系统是否稳定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于能量函数的换相序控制方法，其特征在于，所述换相序控制方法包括：
获取故障切除时刻电力系统的状态，所述状态记为故障切除状态，所述故障切除状态包括故障切除功角和故障切除转速差；
根据所述故障切除状态，利用电力系统能量函数计算电力系统的故障切除能量；
采用暂态稳定分析方法对故障切除后的电力系统分析，确定稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角；
根据所述不稳定平衡点功角，采用电力系统势能函数计算临界能量；
判断所述故障切除能量是否大于所述临界能量，得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示是，判断所述稳定平衡点功角是否小于第一设定功角，得第二判断结果；
若所述第二判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第一当前功角，并判断所述第一当前功角是否为第二设定功角，得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则对电力系统进行第一次换相序，所述第一次换相序后瞬间所述第一当前功角为第二设定功角减去2π/3；
根据所述第二设定功角，利用电力系统能量函数确定第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差，记为第一能量差；
对所述临界能量和所述第一能量差进行求和，得到第一能量和值；
判断所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判断结果；
若所述第四判断结果表示否，则电力系统稳定，换相序结束；
若所述第四判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第二当前功角，并判断所述第二当前功角是否为第二设定功角，得第五判断结果；
若所述第五判断结果表示是，则对电力系统进行第二次换相序，所述第二次换相序后瞬间所述第二当前功角为第二设定功角减去2π/3；
对所述第一能量和值和所述第一能量差进行求和，得到第二能量和值，跳转至步骤“判断所述故障切除能量是否大于第一能量和值，得第四判断结果”，直至电力系统稳定。
2.根据权利要求1所述的基于能量函数的换相序控制方法，其特征在于，所述第一设定功角为
Figure FDA0002673436290000021
其中，δh表示第二设定功角。
3.根据权利要求1或2所述的基于能量函数的换相序控制方法，其特征在于，所述第二设定功角为5π/6。
4.根据权利要求1所述的基于能量函数的换相序控制方法，其特征在于，换相序后电力系统能量计算公式为：
Figure FDA0002673436290000022
其中，δh表示第二设定功角，ωh表示换相序前瞬间的转速差，M表示电力系统的惯性时间常数，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure FDA0002673436290000023
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
5.根据权利要求1所述的基于能量函数的换相序控制方法，其特征在于，换相序前后电力系统能量差计算公式为：
Figure FDA0002673436290000024
其中，δh表示第二设定功角，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure FDA0002673436290000025
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值。
6.一种基于能量函数的换相序控制系统，其特征在于，所述换相序控制系统包括：
故障切除状态获取模块，用于获取故障切除时刻电力系统的状态，所述状态记为故障切除状态，所述故障切除状态包括故障切除功角和故障切除转速差；
故障切除能量计算模块，用于根据所述故障切除状态，利用电力系统能量函数计算电力系统的故障切除能量；
稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角确定模块，用于采用暂态稳定分析方法对故障切除后的电力系统分析，确定稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角；
临界能量计算模块，用于根据所述不稳定平衡点功角，采用电力系统势能函数计算临界能量；
第一判断模块，用于判断所述故障切除能量是否大于所述临界能量，得第一判断结果；
第二判断模块，用于若所述第一判断结果表示是，判断所述稳定平衡点功角是否小于第一设定功角，得第二判断结果；
第三判断模块，用于若所述第二判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第一当前功角，并判断所述第一当前功角是否为第二设定功角，得第三判断结果；
第一次换相序模块，用于若所述第三判断结果表示是，则对电力系统进行第一次换相序，所述第一次换相序后瞬间所述第一当前功角为第二设定功角减去2π/3；
第一能量差确定模块，用于根据所述第二设定功角，利用电力系统能量函数确定第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差，记为第一能量差；
第一能量和值获取模块，用于对所述临界能量和所述第一能量差进行求和，得到第一能量和值；
第四判断模块，用于判断所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判断结果；
结束模块，用于若所述第四判断结果表示否，则电力系统稳定，换相序结束；
第五判断模块，用于若所述第四判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第二当前功角，并判断所述第二当前功角是否为第二设定功角，得第五判断结果；
第二次换相序模块，用于若所述第五判断结果表示是，则对电力系统进行第二次换相序，所述第二次换相序后瞬间所述第二当前功角为第二设定功角减去2π/3；
电力系统稳定模块，用于对所述第一能量和值和所述第一能量差进行求和，得到第二能量和值，跳转至第四判断模块，直至电力系统稳定。
7.根据权利要求6所述的基于能量函数的换相序控制系统，其特征在于，所述第一设定功角为
Figure FDA0002673436290000031
其中，δh表示第二设定功角。
8.根据权利要求6或7所述的基于能量函数的换相序控制系统，其特征在于，所述第二设定功角为5π/6。
9.根据权利要求6所述的基于能量函数的换相序控制系统，其特征在于，换相序后电力系统能量计算公式为：
Figure FDA0002673436290000032
其中，δh表示第二设定功角，ωh表示换相序前瞬间的转速差，M表示电力系统的惯性时间常数，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure FDA0002673436290000041
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值，δS表示故障切除后电力系统稳定平衡点功角。
10.根据权利要求6所述的基于能量函数的换相序控制系统，其特征在于，换相序前后电力系统能量差计算公式为：
Figure FDA0002673436290000042
其中，δh表示第二设定功角，Pm表示电力系统的机械功率，
Figure FDA0002673436290000043
表示故障切除后电力系统电磁功率最大值。
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Citations (2)

* 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
CN110350596A (zh) * 2019-06-21 2019-10-18 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 一种用于提高受端电网暂态稳定裕度的机组出力优化方法

Patent Citations (2)

* 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
CN110350596A (zh) * 2019-06-21 2019-10-18 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 一种用于提高受端电网暂态稳定裕度的机组出力优化方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Direct stability analysis of enectric power systems using energy functions:theory,applications,and perspective》;Chang H D etc.;《Proceedings of the IEEE》;19951231;第83卷(第11期);第1497-1529页 *
《基于能量函数法的含VSG-IIDG电力系统暂态稳定分析》;焦永辉等;《电工电气》;20190331;第7-11页 *

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