专利名称：基于线路故障状态和控制断面有功功率的复故障判别方法
技术领域：
本发明涉及电力系统领域，更具体地涉及电网安全稳定控制的方法。
背景技术：
随着电力体制改革的深入和实现全国电力资源优化配置的客观要求，全国基本形成以三峡工程为核心，以华中电网为依托，向东西南北四个方向辐射互联交流同步电网，并实现交、直流混合输电。在实现资源优化配置、区域互供的同时，电网的安全稳定运行面临挑战。尤其在全国联网初期，交流弱联电网的安全稳定问题十分突出。其次电磁环网问题仍普遍存在，影响了输电能力的充分发挥。再者电网无功补偿容量不足，负荷中心的电压支撑不够。最后受端电网薄弱问题尤为突出。因此，电网安全稳定控制系统(装置)在电网中发挥不可或缺的重要作用。
控制策略表法是目前国内外电网安全稳定控制实际采用的主导方法。在电网当前运行方式下发生故障时，按照不同的故障元件、故障方式和控制断面有功功率等搜索控制策略表。因此，故障方式的判别是电网安全稳定控制的关键技术。
在实际电网安全稳定控制系统中，控制装置很难界定电网发生复故障是否在“同一时间”。因此，传统的复故障判别是指“在装置整组复归时间(5秒)”内发生两个元件(线路、主变或机组)的相继故障。装置在“同一时间”判断出单一故障或复故障后，按照既定的控制策略表实施控制。装置在整组复归时间内判断出相继故障，按最严重的“复故障控制实施”对“N-1故障控制措施”实施“追加”控制。实际上，由于电网中潮流的动态交换、电网内机组的调节系统的作用，当N-1故障控制措施实施后，控制断面潮流经过一个调整的过渡过程后相应减小。
因此，按照传统的复故障判别将可能产生两种结果。当N-1故障控制措施实施后，在整组复归时间内，控制断面潮流调整到N-2暂态稳定极限内，此间发生该控制断面另一回线路跳闸故障，若按N-2复故障控制策略实施控制，势必导致“过量”控制。当N-1控制措施实施后，在整组复归时间外，控制断面潮流仍未调整到N-2暂态稳定极限内，此间发生该控制断面另一回线路跳闸故障，若按两个独立单一故障控制策略实施控制，势必造成“欠量”控制。无论哪种结果，都可能导致电网内其它继电保护装置或安全稳定控制装置连锁动作，造成不必要损失，甚至导致电网失稳，酿成大面积停电事故。
因此，有必要提出新的复故障判断方法，以适应电网结构的变化，实现最优的控制代价，确保电网安全稳定运行。
发明内容
为适应不同电网结构对稳定控制功能的不同要求，本发明公开了一种“基于线路故障状态和控制断面有功功率的复故障判别方法”。本方法物理意义明确，有效避免传统复故障判别方法可能导致的“过量”或“欠量”控制，对解决N-2故障时电网稳定问题具有积极意义。
该方法包括如下步骤某控制断面N-1故障控制措施实施后，经控制断面潮流调整过程延时Ttrans(可以整定)，如果该控制断面实时有功功率Pt∑小于控制断面N-2暂态稳定极限定值PN-2trans(可以整定)且持续控制断面有功功率确认时间Taffirm，则认为电网进入跳闸后转化性检修运行方式；若该控制断面N-1故障控制措施实施后经延时装置强制复归时间Treturn(可以整定，且Ttrans+Taffirm≤Treturn)，强制认为电网进入跳闸后转化性检修运行方式；在电网发生N-1故障后进入转化性检修运行方式前，若发生同一控制断面的另一回线路跳闸故障，则判为N-2复故障方式。
对不同的电网结构，依据电网安全稳定分析计算结果，整定N-1控制措施实施后控制断面潮流调整过程延时Ttrans、控制断面N-2暂态稳定极限PN-2trans、控制断面有功功率确认时间Taffirm以及强制复归时间Treturn，可以有效避免“过量”或“欠量”控制。
本方法的创新，在复故障判断过程中考虑了N-1控制措施实施后控制断面潮流的调整过程，综合线路故障状态和N-2暂态稳定极限(有功功率)进行判断。本方法物理意义明确，对解决N-2故障时电网稳定问题具有积极意义。
图1显示了N-2复故障判别时间关系图；图2显示了N-2复故障判别逻辑。
具体实施方案下面参考图1和图2具体介绍N-2复故障判别的过程。
首先，装置根据安装处的TA和TV测得电流和电压的瞬时值，计算出各出线的电压、电流有效值和有功功率。
监测控制系统的运行状态，包括装置自检和相关对外通道的跟踪监测。监测电网的运行状态，包括就地或远方相关控制断面的线路、主变等的投停、异常等。当装置监测到异常状态，则立即闭锁装置。
当电网发生扰动，控制系统/装置感受到电流或功率突变量启动，装置开放出口电源，并保存启动前200ms的某控制断面有功功率值P-200ms∑。当该控制断面内发生N-1故障时，根据当前运行方式、故障线路、故障类型、故障前控制断面有功功率值P-200ms∑查找控制策略表，并执行对应的控制措施。同时复位控制断面潮流调整过程延时计数器Tcount＝0，实时计算控制断面有功功率Pt∑。当N-1故障控制措施实施后控制断面潮流调整过程延时Tcount≥Ttrans(定值)后，若条件“Pt∑＜PN-2trans(定值)”满足，且延时Taffirm，判断电网进入跳闸后转化性检修运行方式。否则，电网仍为正常运行方式。
当延时Tcount≥Treturn(定值，且满足Ttrans+Taffirm≤Treturn)，强制认为电网进入跳闸后转化性检修运行方式。
在电网进入转化性检修运行方式前，若发生同一控制断面的两回线路跳闸故障，则判为N-2复故障方式。根据故障前运行方式、故障线路、故障类型、故障前断面功率值P-200ms∑查找控制策略表，执行相应的控制措施。当N-2复故障方式下控制措施较N-1故障方式下控制措施“严厉”时，采取“追加”控制措施。
在电网进入转化性检修运行方式后，再发生同一控制断面的另一回线路跳闸故障，则判为检修方式下的单一故障方式，和前一故障为两个独立的故障，独立查找控制策略表，较上次控制不采取“追加”控制措施。并且故障前断面功率值P-200ms∑为第二次故障启动前200ms的断面功率。
定值整定说明Ttrans表示某控制断面N-1故障控制措施实施后控制断面潮流调整过程延时定值；PN-2trans表示某控制断面N-2暂态稳定极限定值；Taffirm表示某控制断面有功功率确认时间，防止由于潮流波动引起的误判；Treturn表示装置强制复归时间。
综上所述，基于线路故障状态和控制断面有功功率的复故障判别方法，依据电网安全稳定分析计算结果，整定N-1故障控制措施实施后控制断面潮流调整过程延时Ttrans、控制断面N-2暂态稳定极限PN-2trans、控制断面有功功率确认时间Taffirm以及强制复归时间Treturn，有效避免“过量”或“欠量”控制。物理意义明确，对解决N-2故障时电网稳定问题具有积极意义。
权利要求
1.基于线路故障状态和控制断面有功功率复故障判别的电网稳定控制方法，该方法包括步骤某控制断面N-1故障控制措施实施后，经控制断面潮流调整过程延时Ttrans，如果该控制断面实时有功功率Pt∑小于控制断面N-2暂态稳定极限定值PN-2trans且持续控制断面有功功率确认时间Taffirm，则认为电网进入跳闸后转化性检修运行方式；若该控制断面N-1故障控制措施实施后经延时装置强制复归时间Treurn，强制认为电网进入跳闸后转化性检修运行方式；在电网发生N-1故障后进入转化性检修运行方式前，若发生同一控制断面的另一回线路跳闸故障，则判为N-2复故障方式。
2.如权利要求1所述的方法，其中控制断面潮流调整过程延时Ttrans和控制断面N-2暂态稳定极限PN-2trans可以整定。
3.如权利要求1所述的方法，其中延时装置强制复归时间Treturn可以整定，并且Ttrans+Taffirm≤Treturn。
全文摘要
本发明涉及电力系统领域中安全稳定控制的复故障判别方法。公开了一种通过对电网中线路故障状态、控制断面有功功率的监测，综合判别电网N－2复故障的方法。该方法包括如下步骤某控制断面N－1故障控制措施实施后，经控制断面潮流调整过程延时T
文档编号H02J3/00GK1972057SQ20061016770
公开日2007年5月30日 申请日期2006年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者刘兵, 雷为民, 李哲, 吴兆国, 李轶群, 许先华, 顿敦, 娄霄楠 申请人:北京四方继保自动化股份有限公司