CN114285011B - 一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法及其系统，确定多频段次/超同步振荡控制装置是否启动，若启动多频段次/超同步振荡控制装置则进入步骤3；（3）基于增幅振荡、等幅振荡和减幅振荡，起振判别计数器进行计数；（4）确定站内各个电压等级的各测量点是否满足次/超同步振荡，若满足次/超同步振荡条件则进入步骤（5）；（5）计算站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比，比较站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比是否为同一电压等级中的最大值，若为最大值则切除对应的测量点。在局部监测、统筹比较电网关键线路振荡相对幅值的基础上，优先切除功率振幅比最大的线路，平息次/超同步振荡。
Description
技术领域
本发明涉及一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法及其系统，属于电力系统次/超同步振荡技术领域。
背景技术
哈密电网是大规模新能源与火电构成的复杂系统，新能源集中开发于电网末端，安全稳定问题突出。2012年起，哈密北部新能源汇集地区开始出现原因不明的电网振荡现象，新能源无法并网和脱网问题时有发生。2015年7月1日，大范围振荡爆发引起新能源大面积脱网，并导致3台66万千瓦“天中直流”配套火电机组跳机，直流功率紧急下调150万千瓦，电网电压大幅波动。之后，振荡问题持续发生100余次，严重影响电网安全运行，制约新疆电力外送。经分析，该功率振荡具有如下特点：1)振荡有明显的起振、持续和消失过程。在持续阶段，电网各点的振幅基本保持不变；2)电网中各点的功率振幅有显著差别，从功率振幅分布看，振幅最大的点最有可能是振荡源；3)当振荡特征频率与火电机组模态频率耦合时，才会引发火电机组轴系扭振，可能会引起扭振保护动作。
经研究开发，在新疆电网构建了一套次/超同步振荡监控系统，该系统在实际运行时，发挥了一定的作用，有效地抑制了次/超同步振荡事件的扩大。然而，由于各站之间“单兵作战”，缺少站间配合，往往导致过切新能源事件的发生，保障电网安全的同时未兼顾新能源发电企业的利益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法及其系统。
为达到上述目的，本发明提供一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，包括：
(1)计算站内各个电压等级的各测量点的振荡幅值dPk、振荡周期T和振荡频率f；
(2)基于振荡幅值dPk及振荡周期T，确定多频段次/超同步振荡控制装置是否启动，若启动多频段次/超同步振荡控制装置则进入步骤(3)，否则结束运行；
(3)基于增幅振荡、等幅振荡和减幅振荡，起振判别计数器进行计数；
(4)基于振荡频率f、振荡幅值dPk和起振判别计数器，确定站内各个电压等级的各测量点是否满足次/超同步振荡，若满足次/超同步振荡条件则进入步骤5，否则结束运行；
(5)计算站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比，比较站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比是否为同一电压等级中的最大值，若为最大值则切除对应的测量点。
优先地，步骤(2)，包括：
若满足Tmin≤振荡周期T≤Tmax和振荡幅值dPk＞Pqd，则启动多频段次/超同步振荡控制装置并进入步骤(3)，Tmin为设定的最小周期，Tmax为设定的最大周期，Pqd为设定的振荡幅值启动门槛定值。
优先地，步骤(3)，包括：
若则判为增幅振荡，起振判别计数器数值增加2；
若则判为减幅振荡；在减幅振荡条件下，若/>则起振判别计数器数值减少2，否则起振判别计数器数值减少1；
若不是增幅振荡或减幅振荡，则判为等幅振荡，起振判别计数器数值增加1。
优先地，步骤(4)，包括：
若当振荡频率f与火电机组扭振频率耦合时，站内各个电压等级的各测量点满足振荡幅值dPk＞设定的低振荡幅值门槛定值Pset_dz1且起振判别计数器Ns＞设定的振荡次数门槛定值Ns_dz1条件，则进入步骤(5)，否则结束运行；
若当振荡频率f与火电机组扭振频率不耦合时，站内各个电压等级的各测量点隔满足振荡幅值dPk＞设定的高振荡幅值门槛定值Pset_dz2且起振判别计数器Ns＞设定的振荡次数门槛定值Ns_dz2条件，则进入步骤(5)，否则结束运行。
优先地，步骤(5)，包括：
计算站内35kV或110kV电压等级的测量点的功率振幅比P*：
式中，dPk-jx为站内35kV或110kV电压等级的测量点的振荡幅值，dPk-cx为出线振荡幅值。优先地，步骤(5)，包括：
220kV及以上电压等级的辐射型网架的测量点的功率振幅比为：
式中，dPk-jxn为进线n的振荡幅值，n取值为1-3，dPk-cx为出线振荡幅值。
优先地，步骤(5)，包括：
220kV及以上电压等级的串供型网架的测量点的功率振幅比为：
A站的功率振幅比为:
式中，dPk-jx1为进线1的振荡幅值，dPk-cx为与主网联络断面的振荡幅值；
B站的功率振幅比为:
式中，dPk-jx2为进线2的振荡幅值；
C站的功率振幅比为:
一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机系统，包括：
第一轮计算识别模块，用于计算站内各个电压等级的各测量点的振荡幅值dPk、振荡周期T和振荡频率f；
第二轮比较执行模块，用于基于振荡幅值dPk及振荡周期T，确定多频段次/超同步振荡控制装置是否启动；
起振判别计数模块，用于基于增幅振荡、等幅振荡和减幅振荡，起振判别计数器进行计数；次/超同步振荡判别模块，用于基于振荡频率f、振荡幅值dPk和起振判别计数器，确定站内各个电压等级的各测量点是否满足次/超同步振荡；
第三轮比较执行模块，用于计算站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比，比较站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比是否为同一电压等级中的最大值，若为最大值则切除对应的测量点。
本发明所达到的有益效果：
本发明综合利用了电网多个站点的功率振荡信息，在局部监测、统筹比较电网关键线路振荡相对幅值的基础上，优先切除功率振幅比最大的线路，可实现以较小代价平息次/超同步振荡，其简单有效、实用价值高，尤其适用于串供网架。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明应用于典型辐射型网架的示意图；
图3是本发明应用于典型串供型网架的示意图。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如附图1所示，一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，包括：
(1)计算站内35kV、110kV、220kV等各个电压等级的各测量点的振荡幅值dPk、振荡周期T和振荡频率f；站内各电压等级的各测量点之间通过振荡幅值门槛值Pset_dz及振荡次数Ns_dz实现站内逐层搜索，从而实现分轮次振荡判别：电压等级越高，振荡幅值门槛值Pset_dz及振荡次数Ns_dz越高。
对于站内35kV或110kV等电压等级的测量点发生振荡，需计算相应电压等级各线路振幅比，切除振幅比最大的测量点；
对于各站220kV等电压等级测量点的出线发生振荡，由区域控制主站计算各站220千伏出线断面相对于该区域与主网联络断面的振幅比，切除振幅比最大的测量点。
(2)基于振荡幅值dPk及振荡周期T，确定多频段次/超同步振荡控制装置是否启动，若启动多频段次/超同步振荡控制装置则进入步骤(3)，否则结束运行；
(3)基于增幅振荡、等幅振荡和减幅振荡，起振判别计数器进行计数；
(4)基于振荡频率f、振荡幅值dPk和起振判别计数器，确定站内各个电压等级的各测量点是否满足次/超同步振荡，若满足次/超同步振荡条件则进入步骤5，否则结束运行；站内各个电压等级的各测量点包括各线路、主变和动态无功补偿元件；线路是指进线和出线；在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器，简称主变。
(5)计算站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比，比较该站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比是否为同一电压等级中的最大值，若为最大值则切除对应的测量点。不同电压等级之间通过dPk与Ns动作定值配合，电压等级越低，动作定值越小。
进一步地，本实施例中步骤(2)，包括：
若满足Tmin≤振荡周期T≤Tmax和振荡幅值dPk＞Pqd，则启动多频段次/超同步振荡控制装置并进入步骤(3)，Tmin为设定的最小周期，Tmax为设定的最大周期，Pqd为振荡幅值启动门槛定值。
进一步地，本实施例中步骤(3)，包括：
若则判为增幅振荡，起振判别计数器数值增加2；
若则判为减幅振荡；在减幅振荡条件下，若/>则起振判别计数器数值减少2，否则起振判别计数器数值减少1；
若不是增幅振荡或减幅振荡，则判为等幅振荡，起振判别计数器数值增加1。
进一步地，本实施例中步骤(4)，包括：
若当振荡频率f与火电机组扭振频率耦合时，站内各个电压等级的各测量点满足振荡幅值dPk＞设定的低振荡幅值门槛定值Pset_dz1且起振判别计数器Ns＞设定的振荡次数门槛定值Ns_dz1条件，则进入步骤(5)，否则结束运行；
若当振荡频率f与火电机组扭振频率不耦合时，站内各个电压等级的各测量点满足振荡幅值dPk＞设定的高振荡幅值门槛定值Pset_dz2且起振判别计数器Ns＞设定的振荡次数门槛定值Ns_dz2条件，则进入步骤(5)，否则结束运行。
进一步地，本实施例中步骤(5)，包括：
对于站内35kV或110kV等电压等级的测量点，其功率振幅比等于各线路振荡幅值与站内220kV等电压等级出线断面的振荡幅值的比值P*，以此反映各测量点对本站出线振荡的贡献度，选切功率振幅比最大的线路(测量点)。计算站内35kV或110kV电压等级的测量点的功率振幅比P*：
式中，dPk-jx为站内35kV或110kV电压等级的测量点的振荡幅值，dPk-cx为出线振荡幅值。进一步地，本实施例中步骤(5)，包括：
对于附图2所示的220千伏及以上电压等级的辐射型网架为例，220kV及以上电压等级的辐射型网架的测量点的功率振幅比为：
式中，dPk-jxn为进线n的振荡幅值，n取值为1-3，1代表A站，2代表B站，3代表C站，dPk-cx为出线振荡幅值。
进一步地，本实施例中步骤(5)，包括：
对于附图3所示220千伏及以上电压等级的串供型网架，220kV及以上电压等级的串供型网架的测量点的功率振幅比为：
A站的功率振幅比为:
式中，dPk-jx1为进线1的振荡幅值，dPk-cx为与主网联络断面的振荡幅值；
B站的功率振幅比为:
式中，dPk-jx2为进线2的振荡幅值；
C站的功率振幅比为:
一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机系统，包括：
第一轮计算识别模块，用于计算站内各个电压等级的各测量点的振荡幅值dPk、振荡周期T和振荡频率f；
第二轮比较执行模块，用于基于振荡幅值dPk及振荡周期T，确定多频段次/超同步振荡控制装置是否启动；
起振判别计数模块，用于基于增幅振荡、等幅振荡和减幅振荡，起振判别计数器进行计数；次/超同步振荡判别模块，用于基于振荡频率f、振荡幅值dPk和起振判别计数器，确定站内各个电压等级的各测量点是否满足次/超同步振荡；
第三轮比较执行模块，用于计算站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比，比较站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比是否为同一电压等级中的最大值，若为最大值则切除对应的测量点。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，其特征在于，包括：
(1)计算站内各个电压等级的各测量点的振荡幅值dPk、振荡周期T和振荡频率f；
(2)基于振荡幅值dPk及振荡周期T，确定多频段次/超同步振荡控制装置是否启动，若启动多频段次/超同步振荡控制装置则进入步骤(3)，否则结束运行；
(3)基于增幅振荡、等幅振荡和减幅振荡，起振判别计数器进行计数；
(4)基于振荡频率f、振荡幅值dPk和起振判别计数器，确定站内各个电压等级的各测量点是否满足次/超同步振荡，若满足次/超同步振荡条件则进入步骤(5)，否则结束运行；
(5)计算站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比，比较站内各个电压等级的各测量点的功率振幅比是否为同一电压等级中的最大值，若为最大值则切除对应的测量点；
步骤(4)，包括：
若当振荡频率f与火电机组扭振频率耦合时，站内各个电压等级的各测量点满足振荡幅值dPk＞设定的低振荡幅值门槛定值Pset_dz1且起振判别计数器Ns＞设定的振荡次数门槛定值Ns_dz1条件，则进入步骤(5)，否则结束运行；
若当振荡频率f与火电机组扭振频率不耦合时，站内各个电压等级的各测量点满足振荡幅值dPk＞设定的高振荡幅值门槛定值Pset_dz2且起振判别计数器Ns＞设定的振荡次数门槛定值Ns_dz2条件，则进入步骤(5)，否则结束运行。
2.根据权利要求1所述的一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，其特征在于，
步骤(2)，包括：
若满足Tmin≤振荡周期T≤Tmax和振荡幅值dPk＞Pqd，则启动多频段次/超同步振荡控制装置并进入步骤(3)，Tmin为设定的最小周期，Tmax为设定的最大周期，Pqd为设定的振荡幅值启动门槛定值。
3.根据权利要求1所述的一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，其特征在于，
步骤(3)，包括：
若则判为增幅振荡，起振判别计数器数值增加2；
若则判为减幅振荡；在减幅振荡条件下，若/>则起振判别计数器数值减少2，否则起振判别计数器数值减少1；
若不是增幅振荡或减幅振荡，则判为等幅振荡，起振判别计数器数值增加1。
4.根据权利要求1所述的一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，其特征在于，
步骤(5)，包括：
计算站内35kV或110kV电压等级的测量点的功率振幅比P*：
式中，dPk-jx为站内35kV或110kV电压等级的测量点的振荡幅值，dPk-cx为出线振荡幅值。
5.根据权利要求1所述的一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，其特征在于，
步骤(5)，包括：
220kV及以上电压等级的辐射型网架的测量点的功率振幅比为：
式中，dPk-jxn为进线n的振荡幅值，n取值为1-3，dPk-cx为出线振荡幅值。
6.根据权利要求1所述的一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法，其特征在于，
步骤(5)，包括：
220kV及以上电压等级的串供型网架的测量点的功率振幅比为：
A站的功率振幅比为:
式中，dPk-jx1为进线1的振荡幅值，dPk-cx为与主网联络断面的振荡幅值；
B站的功率振幅比为:
式中，dPk-jx2为进线2的振荡幅值；
C站的功率振幅比为:
7.一种多频段次/超同步振荡区域统筹切机系统，其特征在于，该系统采用权利要求1至6任一所述的多频段次/超同步振荡区域统筹切机方法进行切机。
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| GR01 | Patent grant | ||
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