CN113381401A - 基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法及系统 - Google Patents

基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法及系统 Download PDF

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CN113381401A CN202110599326.0A CN202110599326A CN113381401A CN 113381401 A CN113381401 A CN 113381401A CN 202110599326 A CN202110599326 A CN 202110599326A CN 113381401 A CN113381401 A CN 113381401A
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Abstract

本发明提供基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，属于电力系统及其自动化领域。包括：从系统的待分析故障集合中选取一故障；判断故障在t＝1s时是否稳定；若故障在t＝1s时不稳定，则确定待分析时间区间为[0.1s，1s]；将待分析时间区间划分为n个子区间；并行计算出各个子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi；将第i‑1子区间、第i子区间以及第i+1子区间组成区间组，并以区间组为样本集合、并行计算出第i子区间的方差值si；选取数值最大的si所对应的区间组为方差最大区间组；判断方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度；当满足预设精度时，确定第i子区间的中点时间为临界切除时间。本发明还提供基于归一化能量并行计算临界切除时间的系统。

Description

基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统及其自动化领域，尤其涉及一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法及系统。
背景技术
临界切除时间(Critical Clearing Time，CCT)是指电力系统在发生故障的情况下，能够保持系统稳定的最晚切除时间。故障临界切除时间是表征系统暂态稳定性的常用指标，CCT越大，则表明系统抵御外界冲击的能力越强，是作为运行人员操作依据的参考数据之一。计算临界切除时间的方法主要采用时域仿真法，时域仿真法能提供系统中各种变量的时间时间响应，但计算量大、速度极慢。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法及系统，可快速、准确地计算出临界切除时间，减轻电网运行人员的工作量。
本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，包括：
步骤S1，从系统的待分析故障集合中选取一故障；
步骤S2，判断所述故障在t＝1s时是否稳定；
步骤S3，若所述故障在t＝1s时不稳定，则确定待分析时间区间为[0.1s,1s]；
步骤S4，将所述待分析时间区间划分为n个子区间，所述n为所述系统的CPU核数；
步骤S5，并行计算出各个所述子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi；
步骤S6，将第i-1子区间、第i子区间以及第i+1子区间组成区间组，并以所述区间组为样本集合、并行计算出所述第i子区间的方差值si，
Figure BDA0003092341520000021
Figure BDA0003092341520000022
所述u为平均值；
步骤S7，选取数值最大的所述si所对应的所述区间组为方差最大区间组；
步骤S8，判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度；
步骤S9，当所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度时，确定所述第i子区间的中点时间为临界切除时间。
较优地，所述判断所述故障在t＝1s时是否稳定之后，还包括：
步骤S10，若所述故障在t＝1s时稳定，跳过所述故障并从所述待分析故障集合中重新选取下一个故障进行所述临界切除时间计算。
较优地，所述判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度之后，还包括：
步骤S11，所述方差最大区间组的区间长度不满足所述预设精度时，选取所述方差最大区间组作为所述待分析时间区间，并重复执行所述步骤S4-所述步骤S8，直至所述步骤S8计算求得的所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度。
较优地，所述并行计算出各个所述子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi包括：
在系统惯性中心COI坐标系下，定义等值转子角δCOI与等值转子角速度ωCOI的表达式为：
Figure BDA0003092341520000031
Figure BDA0003092341520000032
其中，
Figure BDA0003092341520000033
Figure BDA0003092341520000034
所述δi为各发电机转子角，所述ωi为各发电机转子角速度与同步速的偏差，所述Mi为发电机惯性时间常数；
在所述COI坐标系下，定义各所述发电机的转子角θi和转子角速度ω的表达式为：
Figure BDA0003092341520000035
根据所述等值转子角δCOI、所述等值转子角速度ωCOI、所述转子角θi和所述转子角速度ω推断出：
Figure BDA0003092341520000036
Figure BDA0003092341520000037
Figure BDA0003092341520000038
在所述COI坐标系下，定义等值功率PCOI的表达式为：
Figure BDA0003092341520000039
所述Pmi为第i台发电机的机械输入功率，所述Pei为第i台发电机的电磁输出功率；
在所述COI坐标系下，所述发电机的转子运动方程为：
Figure BDA0003092341520000041
所述θi为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心转角，所述
Figure BDA0003092341520000042
为所述第i台发电机相对于系统惯性中心的转角速，所述ai为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心加速度；
对所述发电机的转子运动方程进行累加求和，得出所述发电机在所述COI坐标系下的运动方程，
Figure BDA0003092341520000043
所述发电机的归一化暂态能量函数为，
Figure BDA0003092341520000044
其中，令所述
Figure BDA0003092341520000045
表示
Figure BDA0003092341520000046
令所述
Figure BDA0003092341520000049
表示θi(tc)，所述
Figure BDA0003092341520000047
为故障后系统稳定平衡点的角度；
根据所述归一化暂态能量函数，定义所述归一化暂态动能NTKE的表达式为：
Figure BDA0003092341520000048
本发明还提供一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的系统，其特征在于，包括：
选取模块，用于从系统的待分析故障集合中选取一故障；
判断模块，用于判断所述故障在t＝1s时是否稳定；
确定模块，用于所述判断模块判断出所述故障在t＝1s时不稳定时，确定待分析时间区间为[0.1s,1s]；
子区间划分模块，用于将所述待分析区间划分为n个子区间，所述n为所述系统的CPU核数；
并行计算模块，用于并行计算出各个所述子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi；
所述并行计算模块，用于将第i-1子区间、第i子区间以及第i+1子区间组成区间组，并以所述区间组为样本集合、并行计算出所述第i子区间的方差值si，
Figure BDA0003092341520000051
Figure BDA0003092341520000052
所述u为平均值；
所述选取模块，用于选取数值最大的所述si所对应的所述区间组为方差最大区间组；
所述判断模块，用于判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度；
所述确定模块，用于所述判断模块判断出所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度时，确定所述第i子区间的中点时间为临界切除时间。
较优地，所述选取模块，还用于所述判断模块判断出所述故障在t＝1s时稳定时，跳过所述故障并从所述待分析故障集合中重新选取下一个故障进行所述临界切除时间计算。
较优地，所述选取模块，用于所述判断模块判断出所述方差最大区间组的区间长度不满足所述预设精度时，选取所述方差最大区间组作为所述待分析时间区间；
所述子区间划分模块，用于将所述选取模块选取的所述待分析时间区间划分为n个子区间；
所述并行计算模块，用于根据所述n个子区间并行计算所述方差值si；所述选取模块，用于选取根据所述并行计算模块计算出的各个所述方差值si选取所述方差最大区间组；
所述判断模块，用于判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足所述预设精度，当所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度时，由所述确定模块确定出所述临界切除时间；当所述方差最大区间组的区间长度不满足所述预设精度时，由所述选取模块再次将所述方差最大区间组选取为作为所述待分析时间区间，直至最终计算所得所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度。
较优地，所述并行计算模块包括：
定义单元，用于在系统惯性中心COI坐标系下，定义等值转子角δCOI与等值转子角速度ωCOI的表达式为：
Figure BDA0003092341520000061
Figure BDA0003092341520000062
其中，
Figure BDA0003092341520000063
Figure BDA0003092341520000064
所述δi为各发电机转子角，所述ωi为各发电机转子角速度与同步速的偏差，所述Mi为发电机惯性时间常数；
所述定义单元，用于在所述COI坐标系下，定义各所述发电机的转子角θi和转子角速度ω的表达式为：
Figure BDA0003092341520000065
根据所述等值转子角δCOI、所述等值转子角速度ωCOI、所述转子角θi和所述转子角速度ω推断出：
Figure BDA0003092341520000071
Figure BDA0003092341520000072
Figure BDA0003092341520000073
所述定义单元，用于在所述COI坐标系下，定义等值功率PCOI的表达式为：
Figure BDA0003092341520000074
所述Pmi为第i台发电机的机械输入功率，所述Pei为第i台发电机的电磁输出功率；
所述定义单元，用于在所述COI坐标系下，定义所述发电机的转子运动方程为：
Figure BDA0003092341520000075
所述θi为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心转角，所述
Figure BDA0003092341520000076
为所述第i台发电机相对于系统惯性中心的转角速，所述ai为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心加速度；
累加求和单元，用于对所述发电机的转子运动方程进行累加求和，得出所述发电机在所述COI坐标系下的运动方程，
Figure BDA0003092341520000077
所述定义单元，用于定义所述发电机的归一化暂态能量函数为，
Figure BDA0003092341520000078
其中，令所述
Figure BDA0003092341520000079
表示
Figure BDA00030923415200000710
令所述
Figure BDA00030923415200000711
表示θi(tc)，所述
Figure BDA00030923415200000712
为故障后系统稳定平衡点的角度；
所述定义单元，用于根据归一化暂态能量函数，定义所述归一化暂态动能NTKEi的表达式为：
Figure BDA0003092341520000081
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法及系统，按照CPU核数划分故障的待分析时间区间，计算各个子区间的NTKE值以及组成区间组后的NTKE方差进行分析，快速、准确地计算出临界切除时间，减轻电网运行人员的工作量。
附图说明
图1为基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法的流程图。
图2为基于归一化能量并行计算临界切除时间的系统结构图。
图3为基于归一化能量并行计算临界切除时间的系统的实施流程图。
具体实施方式
以下结合本发明的附图，对本发明的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
本发明提供一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1，从系统的待分析故障集合中选取一故障；
步骤S2，判断该故障在t＝1s时是否稳定；
步骤S3，若该故障在t＝1s时不稳定，则确定待分析时间区间为[0.1s,1s]；
步骤S4，将待分析时间区间划分为n个子区间，其中，n为系统的CPU核数；
步骤S5，并行计算出各个子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi；
步骤S6，将第i-1子区间、第i子区间以及第i+1子区间组成区间组，并以区间组为样本集合、并行计算出第i子区间的方差值si，计算公式如公式(1)和公式(2)所示，其中u为平均值：
Figure BDA0003092341520000091
Figure BDA0003092341520000092
步骤S7，选取数值最大的si所对应的区间组为方差最大区间组；
步骤S8，判断方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度；
步骤S9，当方差最大区间组的区间长度满足预设精度时，确定第i子区间的中点时间为临界切除时间。
步骤S2判断出故障在t＝1s时稳定，则跳过故障并从待分析故障集合中重新选取下一个故障进行临界切除时间计算。
步骤S8判断出方差最大区间组的区间长度不满足预设精度时，重新执行步骤S4-S8，直至步骤S8计算求得的方差最大区间组的区间长度满足预设精度。
具体的，步骤S5并行计算出各个子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi的过程为：
在系统惯性中心COI坐标系下，定义等值转子角δCOI与等值转子角速度ωCOI的表达式如公式(3)和公式(4)所示：
Figure BDA0003092341520000093
Figure BDA0003092341520000094
其中，
Figure BDA0003092341520000095
Figure BDA0003092341520000096
δi为各发电机转子角，ωi为各发电机转子角速度与同步速的偏差，Mi为发电机惯性时间常数；
在COI坐标系下，定义各发电机的转子角θi和转子角速度ω的表达式如公式(7)所示：
Figure BDA0003092341520000101
根据等值转子角δCOI、等值转子角速度ωCOI、转子角θi和转子角速度ω推断出：
Figure BDA0003092341520000102
Figure BDA0003092341520000103
Figure BDA0003092341520000104
在COI坐标系下，定义等值功率PCOI的表达式如公式(11)所示：
Figure BDA0003092341520000108
其中，Pmi为第i台发电机的机械输入功率，Pei为第i台发电机的电磁输出功率；
在COI坐标系下，发电机的转子运动方程如公式(12)所示：
Figure BDA0003092341520000105
其中，θi为第i台发电机转子相对于系统惯性中心转角，
Figure BDA0003092341520000106
为第i台发电机相对于系统惯性中心的转角速，ai为第i台发电机转子相对于系统惯性中心加速度；
对发电机的转子运动方程进行累加求和，得出发电机在COI坐标系下的运动方程，如公式(13)所示：
Figure BDA0003092341520000107
发电机的归一化暂态能量函数，如公式(14)所示：
Figure BDA0003092341520000111
其中，令
Figure BDA0003092341520000112
表示
Figure BDA0003092341520000113
令
Figure BDA0003092341520000114
表示θi(tc)，
Figure BDA0003092341520000115
为故障后系统稳定平衡点的角度；
根据归一化暂态能量函数，定义归一化暂态动能NTKEi的表达式如公式(15)所示：
根据归一化暂态能量函数，定义归一化暂态动能NTKE的表达式为：
Figure BDA0003092341520000116
通过上述步骤，可快速、准确地计算出临界切除时间，且临界切除时间满足精度要求。
如图2所示，本发明还提供一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的系统，可用于执行图1所示的方法，本发明的系统包括以下模块：
选取模块21，用于从系统的待分析故障集合中选取一故障，对应于前述步骤S1；
判断模块22，用于判断该故障在t＝1s时是否稳定，对应于前述步骤S2；
确定模块23，用于判断模块22判断出该故障在t＝1s时不稳定时，确定待分析时间区间为[0.1s,1s]，对应于前述步骤S3；
子区间划分模块24，用于将待分析区间划分为n个子区间，其中，n为系统的CPU核数，对应于前述步骤S4；
并行计算模块25，用于并行计算出各个子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi，对应于前述步骤S5；
并行计算模块25，用于将第i-1子区间、第i子区间以及第i+1子区间组成区间组，并以区间组为样本集合、并行计算出第i子区间的方差值si，对应于前述步骤S6，可参照计算公式(1)和公式(2)；
选取模块21，用于选取数值最大的si所对应的区间组为方差最大区间组，对应于前述步骤S7；
判断模块22，用于判断方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度，对应于前述步骤S8；
确定模块23，用于判断模块22判断出方差最大区间组的区间长度满足预设精度时，确定第i子区间的中点时间为临界切除时间，对应于前述步骤S9。
选取模块21，还用于判断模块22判断出故障在t＝1s时稳定时，跳过故障并从待分析故障集合中重新选取故障进行临界切除时间计算，对应于前述步骤S10。
选取模块21，还用于判断模块22判断出方差最大区间组的区间长度不满足预设精度时，选取方差最大区间组作为待分析时间区间，对应于前述步骤S11；
在选取模块21选取出了方差最大区间组作为待分析时间区间后，子区间划分模块24、并行计算模块25、判断模块22将重复执行前述步骤的S4-S8，直至选取模块21选取的方差最大区间组的区间长度满足预设精度为止。
本发明实施例中，并行计算模块25通过以下单元对归一化暂态动能NTKEi进行计算：
定义单元251，用于在系统惯性中心COI坐标系下，定义等值转子角δCOI与等值转子角速度ωCOI的表达式如公式(3)-(6)所示；
定义单元251，用于在COI坐标系下，定义各发电机的转子角θi和转子角速度ω的表达式如公式(7)所示；
根据等值转子角δCOI、等值转子角速度ωCOI、转子角θi和转子角速度ω推断公式(8)-(10)；
定义单元251，用于在COI坐标系下，定义等值功率PCOI的表达式，如公式(11)所示；
定义单元251，用于在COI坐标系下，定义发电机的转子运动方程，如公式(12)所示；
累加求和单元252，用于对发电机的转子运动方程进行累加求和，得出发电机在COI坐标系下的运动方程，如公式(13)所示；
定义单元251，用于定义发电机的归一化暂态能量函数，如公式(14)所示；
定义单元251，用于根据归一化暂态能量函数，定义归一化暂态动能NTKEi的表达式，如公式(15)所示。
图2所示的系统还可用于执行图3所示的流程，图3的流程包括：
步骤S31，待分析故障集合中选取一故障；
步骤S32，判断t＝1s时是否稳定；其中，若是，则跳转到步骤S31，若否，则跳转到步骤S33；
步骤S33，选取待分析时间区间[0.1s,1s]；
步骤S34，划分为n个子区间并计算各个子区间的中点的NTKE值；
步骤S35，组成区间组，并行计算方差值si；
步骤S36，选取方差最大区间组；其中，方差最大区间组是步骤S35计算所得最大的si值所对应的区间组；
步骤S37，判断方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度；其中，若是，则计算结束，若否，则跳转到步骤S38；
步骤S38，将方差最大区间组替换为新的待分析时间区间，并跳转到步骤S34。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法及系统，按照CPU核数划分故障的待分析时间区间，计算各个子区间的NTKE值以及组成区间组后的NTKE方差进行分析，快速、准确地计算出临界切除时间，且临界切除时间满足精度要求。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，其特征在于，包括：
步骤S1，从系统的待分析故障集合中选取一故障；
步骤S2，判断所述故障在t＝1s时是否稳定；
步骤S3，若所述故障在t＝1s时不稳定，则确定待分析时间区间为[0.1s,1s]；
步骤S4，将所述待分析时间区间划分为n个子区间，所述n为所述系统的CPU核数；
步骤S5，并行计算出各个所述子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi；
步骤S6，将第i-1子区间、第i子区间以及第i+1子区间组成区间组，并以所述区间组为样本集合、并行计算出所述第i子区间的方差值si，
Figure FDA0003092341510000011
Figure FDA0003092341510000012
所述u为平均值；
步骤S7，选取数值最大的所述si所对应的所述区间组为方差最大区间组；
步骤S8，判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度；
步骤S9，当所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度时，确定所述第i子区间的中点时间为临界切除时间。
2.如权利要求1所述的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，其特征在于，所述判断所述故障在t＝1s时是否稳定之后，还包括：
步骤S10，若所述故障在t＝1s时稳定，跳过所述故障并从所述待分析故障集合中重新选取下一个故障进行所述临界切除时间计算。
3.如权利要求1所述的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，其特征在于，所述判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度之后，还包括：
步骤S11，所述方差最大区间组的区间长度不满足所述预设精度时，选取所述方差最大区间组作为所述待分析时间区间，并重复执行所述步骤S4-所述步骤S8，直至所述步骤S8计算求得的所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度。
4.如权利要求1所述的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，其特征在于，所述并行计算出各个所述子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi包括：
在系统惯性中心COI坐标系下，定义等值转子角δCOI与等值转子角速度ωCOI的表达式为：
Figure FDA0003092341510000021
Figure FDA0003092341510000022
其中，
Figure FDA0003092341510000023
Figure FDA0003092341510000024
所述δi为各发电机转子角，所述ωi为各发电机转子角速度与同步速的偏差，所述Mi为发电机惯性时间常数；
在所述COI坐标系下，定义各所述发电机的转子角θi和转子角速度ω的表达式为：
Figure FDA0003092341510000025
根据所述等值转子角δCOI、所述等值转子角速度ωCOI、所述转子角θi和所述转子角速度ω推断出：
Figure FDA0003092341510000026
Figure FDA0003092341510000027
Figure FDA0003092341510000031
在所述COI坐标系下，定义等值功率PCOI的表达式为：
Figure FDA0003092341510000032
所述Pmi为第i台发电机的机械输入功率，所述Pei为第i台发电机的电磁输出功率；
在所述COI坐标系下，所述发电机的转子运动方程为：
Figure FDA0003092341510000033
所述θi为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心转角，所述
Figure FDA00030923415100000311
为所述第i台发电机相对于系统惯性中心的转角速，所述ai为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心加速度；
对所述发电机的转子运动方程进行累加求和，得出所述发电机在所述COI坐标系下的运动方程，
Figure FDA0003092341510000034
所述发电机的归一化暂态能量函数为，
Figure FDA0003092341510000035
其中，令所述
Figure FDA0003092341510000036
表示
Figure FDA0003092341510000037
令所述
Figure FDA0003092341510000038
表示θi(tc)，所述
Figure FDA0003092341510000039
为故障后系统稳定平衡点的角度；
根据所述归一化暂态能量函数，定义所述归一化暂态动能NTKE的表达式为：
Figure FDA00030923415100000310
5.一种基于归一化能量并行计算临界切除时间的系统，其特征在于，包括：
选取模块，用于从系统的待分析故障集合中选取一故障；
判断模块，用于判断所述故障在t＝1s时是否稳定；
确定模块，用于所述判断模块判断出所述故障在t＝1s时不稳定时，确定待分析时间区间为[0.1s,1s]；
子区间划分模块，用于将所述待分析区间划分为n个子区间，所述n为所述系统的CPU核数；
并行计算模块，用于并行计算出各个所述子区间的中点的归一化暂态动能NTKEi；
所述并行计算模块，用于将第i-1子区间、第i子区间以及第i+1子区间组成区间组，并以所述区间组为样本集合、并行计算出所述第i子区间的方差值si，
Figure FDA0003092341510000041
Figure FDA0003092341510000042
所述u为平均值；
所述选取模块，用于选取数值最大的所述si所对应的所述区间组为方差最大区间组；
所述判断模块，用于判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足预设精度；
所述确定模块，用于所述判断模块判断出所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度时，确定所述第i子区间的中点时间为临界切除时间。
6.如权利要求5所述的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，其特征在于，
所述选取模块，还用于所述判断模块判断出所述故障在t＝1s时稳定时，跳过所述故障并从所述待分析故障集合中重新选取下一个故障进行所述临界切除时间计算。
7.如权利要求5所述的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，其特征在于，
所述选取模块，用于所述判断模块判断出所述方差最大区间组的区间长度不满足所述预设精度时，选取所述方差最大区间组作为所述待分析时间区间；
所述子区间划分模块，用于将所述选取模块选取的所述待分析时间区间划分为n个子区间；
所述并行计算模块，用于根据所述n个子区间并行计算所述方差值si；
所述选取模块，用于选取根据所述并行计算模块计算出的各个所述方差值si选取所述方差最大区间组；
所述判断模块，用于判断所述方差最大区间组的区间长度是否满足所述预设精度，当所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度时，由所述确定模块确定出所述临界切除时间；当所述方差最大区间组的区间长度不满足所述预设精度时，由所述选取模块再次将所述方差最大区间组选取为作为所述待分析时间区间，直至最终计算所得所述方差最大区间组的区间长度满足所述预设精度。
8.如权利要求5所述的基于归一化能量并行计算临界切除时间的方法，其特征在于，所述并行计算模块包括：
定义单元，用于在系统惯性中心COI坐标系下，定义等值转子角δCOI与等值转子角速度ωCOI的表达式为：
Figure FDA0003092341510000051
Figure FDA0003092341510000052
其中，
Figure FDA0003092341510000061
Figure FDA0003092341510000062
所述δi为各发电机转子角，所述ωi为各发电机转子角速度与同步速的偏差，所述Mi为发电机惯性时间常数；
所述定义单元，用于在所述COI坐标系下，定义各所述发电机的转子角θi和转子角速度ω的表达式为：
Figure FDA0003092341510000063
根据所述等值转子角δCOI、所述等值转子角速度ωCOI、所述转子角θi和所述转子角速度ω推断出：
Figure FDA0003092341510000064
Figure FDA0003092341510000065
Figure FDA0003092341510000066
所述定义单元，用于在所述COI坐标系下，定义等值功率PCOI的表达式为：
Figure FDA0003092341510000069
所述Pmi为第i台发电机的机械输入功率，所述Pei为第i台发电机的电磁输出功率；
所述定义单元，用于在所述COI坐标系下，定义所述发电机的转子运动方程为：
Figure FDA0003092341510000067
所述θi为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心转角，所述
Figure FDA0003092341510000068
为所述第i台发电机相对于系统惯性中心的转角速，所述ai为所述第i台发电机转子相对于系统惯性中心加速度；
累加求和单元，用于对所述发电机的转子运动方程进行累加求和，得出所述发电机在所述COI坐标系下的运动方程，
Figure FDA0003092341510000071
所述定义单元，用于定义所述发电机的归一化暂态能量函数为，
Figure FDA0003092341510000072
其中，令所述
Figure FDA0003092341510000073
表示
Figure FDA0003092341510000074
令所述
Figure FDA0003092341510000075
表示θi(tc)，所述
Figure FDA0003092341510000076
为故障后系统稳定平衡点的角度；
所述定义单元，用于根据归一化暂态能量函数，定义所述归一化暂态动能NTKEi的表达式为：
Figure FDA0003092341510000077
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102855382A (zh) * 2012-07-09 2013-01-02 中国电力科学研究院 一种电力系统三相短路故障临界切除时间的在线求取方法
CN103280783A (zh) * 2013-05-09 2013-09-04 哈尔滨工程大学 基于临界机组对的故障临界切除时间计算方法
CN107045489A (zh) * 2017-04-10 2017-08-15 国家电网公司 临界切除时间的确定方法及装置
CN107947156A (zh) * 2017-11-24 2018-04-20 国网辽宁省电力有限公司 基于改进Softmax回归的电网故障临界切除时间判别方法
CN109713661A (zh) * 2018-09-18 2019-05-03 天津大学 风电场接入对多机系统故障极限切除时间影响的分析方法
CN110969214A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 天津大学 一种基于支持向量机综合模型的暂态安全域在线构建方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102855382A (zh) * 2012-07-09 2013-01-02 中国电力科学研究院 一种电力系统三相短路故障临界切除时间的在线求取方法
CN103280783A (zh) * 2013-05-09 2013-09-04 哈尔滨工程大学 基于临界机组对的故障临界切除时间计算方法
CN107045489A (zh) * 2017-04-10 2017-08-15 国家电网公司 临界切除时间的确定方法及装置
CN107947156A (zh) * 2017-11-24 2018-04-20 国网辽宁省电力有限公司 基于改进Softmax回归的电网故障临界切除时间判别方法
CN109713661A (zh) * 2018-09-18 2019-05-03 天津大学 风电场接入对多机系统故障极限切除时间影响的分析方法
CN110969214A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 天津大学 一种基于支持向量机综合模型的暂态安全域在线构建方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAO YANG 等: "PMU-based model-free method for transient instability prediction and emergency generator-shedding control", 《ELECTRICAL POWER AND ENERGY SYSTEMS》 *
HAO YANG 等: "PMU-based model-free method for transient instability prediction and emergency generator-shedding control", 《ELECTRICAL POWER AND ENERGY SYSTEMS》, vol. 105, 28 February 2019 (2019-02-28), pages 381 - 393, XP085518588, DOI: 10.1016/j.ijepes.2018.08.031 *
PRATYASA BHUI 等: "Real-Time Prediction and Control of Transient Stability Using Transient Energy Function", 《IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS》 *
PRATYASA BHUI 等: "Real-Time Prediction and Control of Transient Stability Using Transient Energy Function", 《IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS》, vol. 32, no. 2, 31 March 2017 (2017-03-31), pages 923 - 934 *
崔凯 等: "电力系统暂态稳定性概率评估方法研究", 《电网技术》 *
崔凯 等: "电力系统暂态稳定性概率评估方法研究", 《电网技术》, vol. 29, no. 1, 31 January 2005 (2005-01-31), pages 44 - 49 *
王守相 等: "事故临界切除时区计算及其在事故扫描中的应用", 《电网技术》 *
王守相 等: "事故临界切除时区计算及其在事故扫描中的应用", 《电网技术》, vol. 27, no. 10, 31 October 2003 (2003-10-31), pages 72 - 77 *

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