CN112366698B - 基于pq群测控广域电网稳定程度及预防、辨识振荡源的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于PQ群测控广域电网稳定程度及预防、辨识振荡源的方法，主要包括绘制公用报警PQ曲线图，绘制所监控发电机或输电线路PQ群，绘制所监控局域电网目标PQ和协调PQ范围，绘制所监控广域电网内各局域电网PQ群最大运行PQ范围，控制广域电网内各局域电网PQ群处于其协调PQ范围和最大运行PQ范围内，如超出上述范围则发出不稳定报警信号；在电网振荡或扰动过程中，如果PQ群中某发电机或输电线路运行PQ点的移动速度、方向和运行轨迹的范围与局域电网内其他发电机或输电线路不同，当它的移动速度远远大于其他发电机或输电线路时，则可以判定该发电机或输电线路是振荡源。
Description
技术领域
本发明涉及广域电网稳定程度的测量、控制以及广域电网振荡源的辨识方法。具体说，是涉及一种基于发电机或输电线路PQ群进行测量和控制厂站、局域电网和广域电网稳定程度以及预防、辨识振荡源的方法。
背景技术
已公开专利《发电机、输电线路稳定程度测量方法及电网控制系统》(申请号：2019114117920)提出了发电厂、变电站和广域电网稳定程度测量和控制方法及系统，基于测量和控制厂站感性和容性动态无功储备效率、去电网动态无功储备环流的方法来提高厂站电压稳定程度，主要适用于发电厂和变电站的稳定监控，对需要掌握和控制广域电网稳定程度的调度中心来说还不够具体和直观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对发电机或输电线路群的测控方法，同时还提供了一种电网中振荡源的辨识方法，具体方案如下：
一种基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：按照发电机或输电线路的参数绘制公用报警PQ曲线图；
S2：根据各发电机或输电线路的参数在公用报警PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点，形成发电机或输电线路PQ群；
S3：指定某一发电厂或变电站为一个局域电网；或指定电气距离小于设定阈值的多个发电厂或变电站划分为一个局域电网；
S4：保持局域电网总的有功功率和无功功率不变，计算局域电网内各个发电机或输电线路的最佳功率点，当所有发电机或输电线路均运行在其最佳功率点时，局域电网的容性动态无功储备、感性动态无功储备均最大化，这个最佳功率点是局域电网的目标PQ点，并基于所述局域电网的目标PQ点，在公用报警PQ曲线图中设定发电机或输电线路的协调PQ范围；
S5：计算局域电网的PQ参数，并根据所述局域电网的参数在公用报警PQ曲线图中绘制局域电网PQ群最大运行PQ范围；
S6：如所述发电机或输电线路的PQ点落在其协调PQ范围外，则发出局域电网不稳定报警信号，如局域电网PQ群落在最大运行PQ 范围之外，则发出局域电网不稳定报警信号。
进一步的，在步骤S1中，按照发电机或输电线路的有功功率标幺值和无功功率标幺值绘制公用报警PQ曲线图。
进一步的，所述绘制公用报警PQ曲线图的步骤包含：
S11：绘制发电机或输电线路的报警PQ曲线；
S12：对发电机或输电线路的报警PQ曲线进行坐标变换，得到公用报警PQ曲线图。
进一步的，按照如下方式绘制所述发电机或输电线路的报警PQ 曲线：
绘制发电机报警PQ曲线时，需要绘制水平的零有功曲线、低励限制曲线、最大有功功率限制曲线、定子电流限制曲线、转子电流限制曲线围成的封闭区域；
绘制输电线路报警PQ曲线时，需要绘制水平的零有功曲线、综合考虑输电线路输送容量、输电线路所连接的发电厂允许出力，输电线路所连接的发电厂发电机自动励磁调节器AVR、电力系统自动稳定器PSS、次同步扰动励磁抑制装置、发电机一次调频装置等自动稳定调节装置正常运行所允许的最大调节PQ范围等因素，确定输电线路PQ点所允许运行的范围。
进一步的，在步骤S12中，按照如下方式进行坐标变换：
纵坐标有功功率标幺值
横坐标无功功率标幺值
其中：
PNi为发电机或输电线路的功率标幺值的基准值；
Pi为所述发电机或输电线路报警PQ曲线上任一点的纵坐标；
Qi为所述发电机或输电线路报警PQ曲线上任一点的横坐标；
Pi *为与Pi对应的公用报警PQ曲线上的点的纵坐标；
为与Qi对应的公用报警PQ曲线上的点的横坐标。
进一步的，在步骤S2中，按照各发电机或输电线路的有功功率标幺值、容性动态无功储备与其感性动态无功储备的比例在公用报警 PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点。
进一步的，所述按照各发电机或输电线路的有功功率标幺值、容性动态无功储备与其感性动态无功储备的比例在公用报警PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点的方法为：
S21：在公用报警PQ曲线图中，在纵坐标Pi *处做一条平行于横轴的等有功直线，与公用报警PQ曲线左侧和右侧曲线分别相交于 E* min.i点和E* max.i点，其中，Pi *为发电机或输电线路有功功率Pi的标幺值，E* min.i为发电机或输电线路低励极限点，E* max.i为发电机或输电线路的过励极限点；
S22：在发电机或输电线路PQ曲线图中，过发电机或输电线路 PQ点Ei做一条平行于横轴的等有功直线，与报警PQ曲线左侧和右侧曲线分别相交于Emin.i点和Emax.i点，其中，Emin.i为发电机或输电线路低励极限点，Emax.i为发电机或输电线路的过励极限点，则，发电机或输电线路容性动态无功储备的大小为发电机或输电线路的PQ点 Ei到其低励极限点的距离；发电机或输电线路感性无功储备的大小为发电机或输电线路的PQ点Ei到其过励极限点的距离；
S23：按照如下方式计算发电机或输电线路在公用报警PQ曲线图中的PQ点E* i的坐标：
E* i横坐标位置的确定：
连接点E* min.i和E* max.i，在线段E* min.iE* max.i上取点E* i，使
E* i纵坐标位置的确定：发电机或输电线路有功功率标幺值Pi *为 E* i纵坐标位置。
进一步的，按照如下方式设定局域电网中各发电机或输电线路的协调PQ范围：
S41：计算局域电网中第i台(条)发电机或输电线路无功功率上限Qmax.i和无功功率下限Qmin.i；
S42：计算局域电网发电机或输电线路目标PQ点；
(1)在线采集和计算局域电网总负荷(作为目标总负荷)
(2)计算发电机或输电线路目标有功值
(3)计算发电机或输电线路目标无功值。
进一步的，按照如下方式计算发电机或输电线路目标无功值和发电机或输电线路目标PQ点：
S421：在公用报警PQ曲线图内，在纵坐标为发电机或输电线路目标有功值处做一条平行于横轴的直线，与公用报警PQ曲线图左侧和右侧曲线分别相交于发电机或输电线路目标无功的低励极限点/>和过励极限点/>
S422：计算局域电网发电机或输电线路的容性动态无功储备目标值和感性动态无功储备目标值比例：
连接点和/>在/>线段上取/>点，使/>
为局域电网发电机或输电线路目标PQ点。
发电机目标PQ点在公用PQ报警曲线内横坐标位置由发电机的容性动态无功储备目标值和感性动态无功储备目标值比例确定。
其中：
P、Q分别为局域电网有功功率和无功功率；
n为局域电网并列运行的发电机和输电线路总台(条)数；
PNi为局域电网内第i台(条)发电机或输电线路功率标幺值的基准值；
为局域电网发电机或输电线路目标有功值标幺值；
Pi为第i台(条)发电机或输电线路有功功率；
Qi为第i台(条)发电机或输电线路无功功率；
Qmin.i、Qmax.i分别为第i台(条)发电机或输电线路无功功率下限和上限。
本发明还提供一种基于PQ群预防振荡源的方法，其特征在于，按照权利要求1-9中任意一项记载的测控方法记录局域电网，当局域电网外部发生故障时，如果局域电网任意一PQ点移动速度较快，远远超前其它PQ点撞击公用报警PQ曲线封闭区域限制曲线时，可能秀发这个局域电网的二次扰动或振荡，即在其它发电机还没有充分提供容性或感性动态无功储备的情况下，局域电网提前进入失稳状态，所以，在局域电网外部发生故障时，局域电网内PQ群最佳的状态变化过程应该是所有的PQ点等速同步移动，如果局域电网动态无功储备容量不足的话，在局域电网协调运行的情况下，也应该局域电网内的PQ群是同时撞向公用报警PQ曲线封闭区域限制曲线，这样为现场提供一种通过局域电网发电机或输电线路自动稳定调节装置定值设定预防振荡源的新方法：
调整局域电网内的发电机或输电线路自动稳定调节装置设定参数，确保在局域电网外部发生故障时，局域电网所有PQ点在公用报警PQ曲线中的移动方向、移动速度相同；如果局域电网动态无功储备容量不足的话，在局域电网协调运行的情况下，局域电网内的PQ群也应该同时撞向公用报警PQ曲线封闭区域限制曲线。
本发明还提供一种基于PQ群辨识振荡源的方法，其特征在于，按照权利要求1-9中任意一项记载的测控方法记录广域电网、局域电网或厂站内发电机或输电线路PQ群，对比各个发电机、输电线路PQ 点的移动速度、方向和运行轨迹的范围，当某发电机或输电线路PQ 点与其他发电机或输电线路PQ点不一致时，且它的PQ点移动速度远远超出其它发电机或输电线路PQ点的移动速度，当超出的速度大于规定阈值时，判定该发电机或输电线路为振荡源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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同步发电机报警PQ曲线图；
图2公用报警PQ曲线图；
图3公用报警PQ曲线图中PQ点坐标；
图4同步发电机报警PQ曲线图中PQ点坐标；
图5广域电网PQ群；
图6广域电网PQ群不稳定区域；
图7局域电网协调PQ曲线；
图8局域电网PQ群协调运行；
图9某地区广域电网；
图10局域电网划分；
图11广域电网PQ群与各局域电网协调PQ曲线
图12广域电网内各局域电网PQ群协调运行；
图13广域电网内局域电网PQ群最大运行范围；
图14广域电网PQ群进入规定范围；
图15广域电网振荡源PQ轨迹。
其中，
n--局域电网并列运行的发电机和输电线路总台(条)数；
P--局域电网有功功率；
Q--局域电网无功功率；
Pi--第i台(条)发电机或输电线路有功功率；
Qi--第i台(条)发电机或输电线路无功功率；
Qmax·i--第i台(条)发电机或输电线路无功功率上限；
Qmin·i--第i台(条)发电机或输电线路无功功率下限；
PMi--第i台(条)发电机或输电线路目标有功值；
--局域电网发电机或输电线路目标有功值标幺值；
PNi--第i台(条)发电机或输电线路功率标幺值的基准值；
QMi--第i台(条)发电机或输电线路目标无功值；
QMmax·i--第i台(条)发电机或输电线路目标无功值上限；
QMmin·i--第i台(条)发电机或输电线路目标无功值下限。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明所提供技术方案的具体实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的多个具体实施方式和举例说明并非实施本发明所提供技术方案的全部方式。基于以下所描述的具体实施方式和举例说明，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方式，都属于本发明要求保护的范围。
以某地区电网为例，说明本发明的具体实施方式。
如图9所示，某地区电网由A、B、C、D、E、F六个地方厂站组成，图中示出了地区电网的750kV变电站、220kV变电站，还示出A地方变电站所连接的风电场机群、C地方变电站所连接的火电厂。 B、D、E、F地方变电站所连接的发电厂，省略未画出。
本实施例中，在各个发电厂和变电站安装厂站PQ监控单元，通过数据网与PQ群监控系统的集控中心服务器连接。所述厂站PQ监控单元能够将采集的发电机或输电线路的有功和无功功率，以及发电机或输电线路的其它参数通过数据网传输到PQ群监控系统集控中心服务器中，并执行集控中心服务器下发的增减负荷、跳闸或报警指令。集控中心服务器对所监控电网的数据进行计算并在线显示PQ群，向网内的厂站下发调节、跳闸或报警指令。
图10示出了实施例地区电网中，根据电气距离远近划分局域电网的结果。即，将地区电网中联络线路阻抗小于一个设定的阈值的厂站划分为一个局域电网。在图10示出的电网中，共划分出4个局域电网，并分别编号为#1～#4，其中#1为甲局域电网、#2为乙局域电网、 #3为丙局域电网、#4为丁局域电网。
图11示出了公用报警PQ曲线和甲、乙、丙、丁4个局域电网 PQ群。其中，计算得出的甲、乙、丙、丁4个局域电网中的局域电网的目标PQ点分别记为同时，在局域电网目标PQ周围绘制出4个局域电网的协调PQ曲线。
如图12所示，为保证电网正常运行，需要调节发电机或输电线路，使其进入各自的局域电网预定的协调PQ曲线范围内。这样各个局域网的容性动态无功储备和感性动态无功储备均能够最大化。如有发电机或输电线路超出其协调PQ范围，则发出电网不稳定报警信号。
此外，本方法还能对局域电网PQ群进行最大运行PQ范围管理。
如图13所示，在公用报警PQ曲线图中绘制局域电网PQ群最大运行PQ范围WXYZ，调整广域电网内各局域电网参数，使得局域电网PQ群处于所规定的最大运行PQ范围内。这样能够保证各个局域电网具有足够的容性动态无功储备和感性动态无功储备。当系统电压突变时，局域电网能够提供足够的容性和感性双向动态无功储备支撑电压恢复和抑制振荡，如局域电网PQ群落在其最大运行PQ范围外，则发出电网不稳定报警信号。
如图13所示，4个局域电网PQ群中，#1甲局域电网、#4丁局域电网运行在局域电网PQ群最大运行PQ范围之外时，系统将会发出电网不稳定报警信号。
如图14所示，各局域电网PQ群经调整，进入到局域电网PQ群最大运行PQ范围内。
具体流程为：
S1：按照发电机或输电线路的参数绘制公用报警PQ曲线图；
其中，按照发电机或输电线路的有功功率标幺值和无功功率标幺值绘制公用报警PQ曲线图步骤包含：
S11：绘制发电机或输电线路的报警PQ曲线：
如图1所示，绘制发电机报警PQ曲线，由水平布置的零有功曲线ae、低励限制曲线ab、最大有功功率限制曲线bc、定子电流限制曲线cd、转子电流限制曲线de几部分组成，所围成的封闭区域为发电机PQ点正常运行的范围；
当图1作为输电线路报警PQ曲线时，曲线围成的封闭范围，此范围是综合考虑了输电线路输送容量、输电线路所连接的发电厂允许出力，输电线路所连接的发电厂发电机自动励磁调节器AVR、电力系统自动稳定器PSS、次同步扰动励磁抑制装置、发电机一次调频装置等自动稳定调节装置正常运行所允许的最大调节PQ范围等因素后，输电线路PQ点所允许运行的范围。
S12：设图1中发电机或输电线路的功率标幺值的基准值为pNi，报警PQ曲线上任意一点的纵坐标为Pi，横坐标为Qi，与其对应的公用报警PQ曲线上的点的纵坐标为Pi *，横坐标为按照如下方式对报警PQ曲线的坐标点进行变换，得到公用报警PQ曲线坐标：
纵坐标有功功率
横坐标无功功率
对图1进行坐标变换，由有名值坐标系改为标幺值坐标系。结果如图2所示，它是公用PQ曲线图。
S2：根据各发电机或输电线路的参数在公用报警PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点，形成发电机或输电线路PQ群。
设要绘制发电机或输电线路的PQ点是第i台(条)发电机或输电线路，它的有功功率为Pi，标幺值为Pi *。
则参见图3，根据有功功率标幺值Pi *、容性动态无功储备与其感性动态无功储备的比例在公用报警PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点的步骤包括：
S21：在公用报警PQ曲线图中，取第i台(条)发电机或输电线路有功功率标幺值Pi *为纵坐标，做一条平行于横轴的等有功直线，与公用报警PQ曲线左侧和右侧曲线分别相交于E* min.i点和E* max.i点， E* min.i和E* max.i分别为第i台(条)发电机或输电线路的低励和过励极限点。所述i为自然数。
S22：计算第i台(条)发电机或输电线路的动态无功储备功率。
如图4所示，在第i台(条)发电机或输电线路报警PQ曲线图中，过发电机或输电线路PQ点Ei做一条平行于横轴的等有功直线，与公用报警PQ曲线左侧和右侧曲线分别相交于Emin.i点和Emax.i点， Emin.i和Emax.i分别为第i台(条)发电机或输电线路的低励和过励极限点；Qmin.i、Qmax.i分别为第i台(条)发电机或输电线路无功功率下限和上限。
第i台(条)发电机或输电线路容性动态无功储备的大小为发电机或输电线路的PQ点Ei到其低励极限点Emin.i的距离；第i台(条) 发电机或输电线路感性动态无功储备的大小为发电机或输电线路的 PQ点Ei到其过励极限点Emax.i的距离。
S23：按照下列方式确定第i台(条)发电机或输电线路在公用报警PQ曲线图中的PQ点E* i横坐标位置：
由发电机或输电线路容性动态无功储备与发电机或输电线路感性动态无功储备与比例确定。具体参见图3、图4：
连接点E* min.i和E* max.i，在线段E* min.iE* max.i上取点E* i，使
E* i纵坐标位置为：
第i台(条)发电机或输电线路有功功率标幺值Pi *
根据第i台(条)发电机或输电线路的PQ点在公用报警PQ曲线图中E*i横坐标位置、E*i纵坐标位置，在公用报警PQ曲线图中绘制所有监控的发电机或输电线路的PQ点，形成PQ群，如图5所示。
S3：对局域电网PQ群进行目标管理；
图6示出了不稳定区域①和不稳定区域②，当电力系统电压骤降或骤升时，不稳定区域①和不稳定区域②内的发电机或输电线路PQ 点易超出PQ报警范围，易引起二次振荡或影响自动稳定调节装置抑制电压波动以及抑制发电机振荡的功能。为提高电网稳定性，对所监控电网实施目标管理，避免发电机或输电线路PQ点进入不稳定区域①和不稳定区域②。
如图10所示，对某地区广域电网内的局域电网PQ群进行目标管理；
在保持局域电网总的有功功率和无功功率不变的情况下，能够计算局域电网内各个发电机或输电线路的最佳功率点。当调节所有发电机或输电线路均运行在其最佳功率点时，局域电网的容性动态无功储备、感性动态无功储备均最大化，这个最佳功率点是局域电网的目标 PQ点，并基于所述局域电网的目标PQ点，在公用报警PQ曲线图中设定发电机或输电线路的协调PQ范围；
进一步的，所述对广域电网内局域电网进行目标管理步骤包括：
S31：设置局域电网各个发电机报警PQ曲线：
如图4所示，在第i台(条)发电机或输电线路报警PQ曲线中过其运行PQ点Ei作一条等有功曲线，与报警PQ曲线相交于低励极限点Emin·i和过励极限点Emax·i；Qmin.i、Qmax.i分别为第i台(条)发电机或输电线路无功功率下限和上限。
S32：计算局域电网发电机或输电线路目标PQ点：
(1)在线采集和计算局域电网总负荷
其中:
P为局域电网有功功率；
Q为局域电网无功功率。
n为局域电网并列运行的发电机或输电线路总台(条)数；
(2)计算发电机或输电线路目标有功值标幺值
其中:
PNi为第i台(条)发电机或输电线路功率标幺值的基准值；
(3)计算发电机或输电线路目标无功：
①如图3所示，在公用报警PQ曲线图内，在纵坐标为目标有功值处做一条平行于横轴的直线，与公用报警PQ曲线图左侧和右侧分别相交于/>点和/>点，/>点分别为发电机或输电线路目标无功的低励和过励极限点。
②如图4所示，计算局域电网发电机或输电线路的容性动态无功储备目标值和感性动态无功储备目标值比例：
在图3所示线段上取/>点，使/>
为局域电网发电机或输电线路在公用PQ报警曲线内目标PQ 点。
发电机或输电线路目标PQ点在公用PQ报警曲线内横坐标位置由发电机的容性动态无功储备目标值和感性动态无功储备目标值比例确定。
进一步的，在局域电网目标PQ点周围绘制局域电网协调PQ曲线；
S33：绘制局域电网协调PQ曲线：
如图7所示，设某局域电网有五台(条)发电机或输电线路并列运行，分别为五台(条)发电机或输电线路 PQ点，/>为局域电网目标PQ，在点/>周围绘制局域电网协调PQ 曲线；如图8所示，调节各发电机或输电线路PQ点/> 进入其协调PQ范围；如所述发电机或输电线路PQ点落在协调 PQ范围外，则发出不稳定报警信号。
对于局域电网协调PQ曲线，其范围越小，按协调目标调节的局域电网PQ群越集中，局域电网动态无功储备环流最小，容性和感性动态无功储备均最大化，局域电网稳定程度越高。
S34：对广域电网划分若干局域电网进行目标管理
如图10所示，某地区电网的4个局域电网，分别为#1为甲局域电网、#2为乙局域电网、#3为丙局域电网、#4为丁局域电网。
图11示出了甲、乙、丙、丁4个局域电网PQ群。其中，甲、乙、丙、丁4个局域电网中的局域电网目标PQ点分别为 根据4个局域电网中的目标PQ点，可以在局域电网目标PQ周围绘制出4个局域电网的协调PQ曲线。
如图12所示，正常运行时，需要调节发电机或输电线路进入各自的局域电网协调PQ曲线范围内，这样各个局域网的容性动态无功储备和感性动态无功储备均最大化，如有发电机或输电线路超出其协调PQ范围则报警。
此时，需要对广域电网内局域电网PQ群进行最大运行PQ范围管理，以保证电网安全。所述对广域电网内局域电网PQ群进行最大运行PQ范围管理步骤包括：
S41：局域电网PQ群最大运行PQ范围管理。
如图13所示，在公用报警PQ曲线图中绘制局域电网PQ群最大运行PQ范围WXYZ，控制广域电网内各局域电网PQ群处于所规定的最大运行PQ范围内，如局域电网PQ群落在其最大运行PQ范围外，则发出不稳定报警信号。
如图13所示，#1甲局域电网、#4丁局域电网运行在局域电网 PQ群最大运行PQ范围之外，此时系统发出电网不稳定报警信号。
如图14所示，在电网运行时，调整各局域电网PQ群进入局域电网PQ群最大运行PQ范围内。
在本实施例中，还包含了一种基于PQ群预防振荡源的方法。
所述方法按照前述测控方法记录的局域电网内发电机或输电线路PQ群参数。当局域电网外部发生故障时，如果局域电网任意一PQ 点移动速度较快，远远超前其它PQ点撞击公用报警PQ曲线封闭区域限制曲线时，可能秀发这个局域电网的二次扰动或振荡，即在其它发电机还没有充分提供容性或感性动态无功储备的情况下，局域电网提前进入失稳状态，所以，在局域电网外部发生故障时，局域电网内 PQ群最佳的状态变化过程应该是所有的PQ点等速同步移动，如果局域电网动态无功储备容量不足的话，在局域电网协调运行的情况下，也应该局域电网内的PQ群是同时撞向公用报警PQ曲线封闭区域限制曲线，这样为现场提供通过一种局域电网发电机或输电线路自动稳定调节装置定值设定预防振荡源的新方法：
调整局域电网内的发电机或输电线路自动稳定调节装置设定参数，确保在局域电网外部发生故障时，局域电网所有PQ点在公用报警PQ曲线中的移动方向、移动速度相同；如果局域电网动态无功储备容量不足的话，在局域电网协调运行的情况下，局域电网内的 PQ群也应该同时撞向公用报警PQ曲线封闭区域限制曲线。
例如，预防图7所示局域电网内产生振荡源的方法：
1)保证在局域电网外部发生故障时，局域电网内所有发电机各个PQ点的移动方向、移动速度协调一致：
参见图7所示，局域电网内五台发电机型号相同，均采用南瑞 NES5100型发电机自动励磁调节器(AVR)，报警PQ曲线相同，在整定发电机自动励磁调节器定值时，要保证其附加控制中的①调差、②电力系统稳定器(PSS)、③励磁系统稳定器整定值相同；
如果局域电网内五台发电机型号不同，或者发电机自动励磁调节器(AVR)型号不同，在整定发电机自动励磁调节器定值时，通过自动励磁调节器附加控制中的①调差、②电力系统稳定器(PSS)、③励磁系统稳定器参数的修正，确保在该局域电网外部发生故障时，局域电网内的五台发电机PQ点的移动方向、移动速度协调一致；
2)正常运行状态下，调整局域电网PQ群运行在其协调PQ范围内：
图7所示局域电网PQ群，正常运行时经过本发明PQ群监控系统，将图7所示局域电网PQ点调至该局域电网协调PQ曲线范围内运行，如图8所示；
通过以上措施，可以确保局域电网具有最大化的容性和感性双向动态无功储备容量，在电网异常状况下，局域电网能够提供最大化的容性和感性双向动态无功支撑系统电压恢复和抑制振荡，同时避免在系统扰动过程中，局域电网内个别发电机或输电线路提供无功的过程中超出其最大运行范围而发生振荡源。
在本实施例中，还包含了一种基于PQ群辨识振荡源的方法。
所述方法按照前述测控方法记录广域电网、局域电网或厂站内发电机或输电线路PQ群参数。在电网振荡或小扰动时，在公用报警PQ 曲线内，对比各个发电机、输电线路PQ点的移动速度、方向和运行轨迹的范围。
如图15所示，当某一发电机或输电线路PQ点与其他发电机或输电线路PQ点不一致，且所述发电机或输电线路的PQ点移动速度远远大于其他发电机或输电线路PQ点移动速度时，判断该发电机或输电线路是振荡源。
具体而言：
设某一发电机或输电线路PQ点的移动速度是a，其它发电机或输电线路中最大的移动速度是b，令如果X＞A时(A是设定值，一般A可以设定大于1.5以上)，可以判断它是振荡源。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：按照发电机或输电线路的参数绘制公用报警PQ曲线图；
S2：根据各发电机或输电线路的参数在公用报警PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点，形成发电机或输电线路PQ群；
S3：指定某一发电厂或变电站为一个局域电网；或指定电气距离小于设定阈值的多个发电厂或变电站划分为一个局域电网；
S4：保持局域电网总的有功功率和无功功率不变，计算局域电网内各个发电机或输电线路的最佳功率点，当所有发电机或输电线路均运行在其最佳功率点时，局域电网的容性动态无功储备、感性动态无功储备均最大化，这个最佳功率点是局域电网的目标PQ点，并基于所述局域电网的目标PQ点，在公用报警PQ曲线图中设定发电机或输电线路的协调PQ范围；
S5：计算局域电网的PQ参数，并根据所述局域电网的参数在公用报警PQ曲线图中绘制局域电网PQ群最大运行PQ范围；
S6：如所述发电机或输电线路的PQ点落在其协调PQ范围外，则发出局域电网不稳定报警信号，如局域电网PQ群落在最大运行PQ范围之外，则发出局域电网不稳定报警信号。
2.根据权利要求1所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，在步骤S1中，按照发电机或输电线路的有功功率标幺值和无功功率标幺值绘制公用报警PQ曲线图。
3.根据权利要求2所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，所述绘制公用报警PQ曲线图的步骤包含：
S11：绘制发电机或输电线路的报警PQ曲线；
S12：对发电机或输电线路的报警PQ曲线进行坐标变换，得到公用报警PQ曲线图。
4.根据权利要求3所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，按照如下方式绘制所述发电机或输电线路的报警PQ曲线：
绘制发电机报警PQ曲线时，需要绘制水平的零有功曲线、低励限制曲线、最大有功功率限制曲线、定子电流限制曲线、转子电流限制曲线围成的封闭区域；
绘制输电线路报警PQ曲线时，需要绘制水平的零有功曲线、综合考虑输电线路输送容量、输电线路所连接的发电厂允许出力，输电线路所连接的发电厂发电机自动励磁调节器AVR、电力系统自动稳定器PSS、次同步扰动励磁抑制装置、发电机一次调频装置等自动稳定调节装置正常运行所允许的最大调节PQ范围等因素，确定输电线路PQ点所允许运行的范围。
5.根据权利要求3所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，在步骤S12中，按照如下方式进行坐标变换：
纵坐标有功功率标幺值横坐标无功功率标幺值/>其中：/>为发电机或输电线路的功率标幺值的基准值；/>为所述发电机或输电线路报警PQ曲线上任一点的纵坐标；/>为所述发电机或输电线路报警PQ曲线上任一点的横坐标；/>为与/>对应的公用报警PQ曲线上的点的纵坐标；/>为与/>对应的公用报警PQ曲线上的点的横坐标。
6.根据权利要求1所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，在步骤S2中，按照各发电机或输电线路的有功功率标幺值、容性动态无功储备与其感性动态无功储备的比例在公用报警PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点。
7.根据权利要求6所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，所述按照各发电机或输电线路的有功功率标幺值、容性动态无功储备与其感性动态无功储备的比例在公用报警PQ曲线图中绘制发电机或输电线路的PQ点的方法为：S21：在公用报警PQ曲线图中，在纵坐标处做一条平行于横轴的等有功直线，与公用报警PQ曲线左侧和右侧曲线分别相交于/>点和/>点，其中，/>为与发电机或输电线路有功功率/>对应的标幺值，/>为发电机或输电线路低励极限点，/>为发电机或输电线路的过励极限点；S22：在发电机或输电线路PQ曲线图中，过发电机或输电线路PQ点E i 做一条平行于横轴的等有功直线，与报警PQ曲线左侧和右侧曲线分别相交于/>点和/>点，其中，/>为发电机或输电线路的低励极限点，/>为发电机或输电线路的过励极限点，则，发电机或输电线路容性动态无功储备的大小为发电机或输电线路的PQ点/>到其低励极限点的距离；发电机或输电线路感性无功储备的大小为发电机或输电线路的PQ点/>到其过励极限点的距离；S23：按照如下方式计算发电机或输电线路在公用报警PQ曲线图中的PQ点/>的坐标：横坐标位置的确定：连接点/>和/>在线段/>上取点/>，使 纵坐标位置的确定：发电机或输电线路有功功率标幺值/>为/>纵坐标位置。
8.根据权利要求1所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，按照如下方式设定局域电网中各发电机或输电线路的协调PQ范围：
S41：计算局域电网中第i台（条）发电机或输电线路无功功率上限和无功功率下限；S42：计算局域电网发电机或输电线路目标PQ点；
（1）在线采集和计算局域电网总负荷；（2）计算发电机或输电线路目标有功值/>（3）计算发电机或输电线路目标无功值；
其中：分别为局域电网有功功率和无功功率；/>为局域电网并列运行的发电机和输电线路总台（条）数；/>为局域电网内第i台（条）发电机或输电线路功率标幺值的基准值；/>为局域电网发电机或输电线路目标有功值标幺值；/>为第i台（条）发电机或输电线路有功功率；/>为第i台（条）发电机或输电线路无功功率。
9.根据权利要求8所述的基于PQ群测控广域电网稳定程度的方法，其特征在于，按照如下方式计算发电机或输电线路目标无功值和发电机或输电线路目标PQ点：S421：在公用报警PQ曲线图内，在纵坐标为发电机或输电线路目标有功值处做一条平行于横轴的直线，与公用报警PQ曲线图左侧和右侧曲线分别相交于发电机或输电线路目标无功的低励极限点/>和过励极限点/>；S422：计算局域电网发电机或输电线路的容性动态无功储备目标值和感性动态无功储备目标值比例：/>; 连接点/>和/>，在/> 线段上取/>点，使/> 为局域电网发电机或输电线路目标PQ点；发电机目标PQ点在公用PQ报警曲线内横坐标位置由发电机的容性动态无功储备目标值和感性动态无功储备目标值比例确定。
10.一种基于PQ群预防振荡源产生的方法，其特征在于，按照下述步骤预防震荡源产生：
S101：按照权利要求1-9中任意一项记载的测控方法，调整局域电网内的发电机或输电线路自动稳定调节装置设定参数，确保在局域电网外部发生故障时，局域电网所有PQ点在公用报警PQ曲线中的移动方向、移动速度相同；
S102：按照权利要求1-9中任意一项记载的测控方法调整局域电网PQ群，使得所述PQ群处于协调PQ范围之内。
11.一种基于PQ群辨识振荡源的方法，其特征在于，按照权利要求1-9中任意一项记载的测控方法记录广域电网、局域电网或厂站内发电机或输电线路PQ群参数，对比各个发电机、输电线路PQ点的移动速度、方向和运行轨迹的范围，当发电机或输电线路PQ点与其他发电机或输电线路PQ点不一致时，且它的PQ点移动速度远远超出其它发电机或输电线路PQ点的移动速度，当超出的速度大于规定阈值时，判定该发电机或输电线路为振荡源。
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