基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法与流程

本申请涉及电力系统规划与运行控制技术领域，尤其涉及一种基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法。

背景技术：

随着互联电力系统规模的不断扩大，失步振荡发生的几率不断增加。作为电力系统第三道防线的重要组成部分(前两道防线为继电保护和安全自动装置)，失步解列判据对于系统失步振荡的识别及防止事故蔓延导致大规模停电至关重要。在电力系统遭受严重干扰，电网的整体性无法保持时，解列装置对大电网进行解列能够避免电网全面崩溃，保证重要负荷的持续供电。

电力系统发生失步振荡时一定有一个振荡中心，当两端电压相位差从初始值逐步增加并超过180度，表明电网已经失步，且振荡中心位于两侧的母线之间。振荡中心一侧的同调机群频率高于平均频率，另外一侧同调机群的频率低于平均频率，如果假设两侧等值机组的电势近似相等，那么振荡中心的位置在系统阻抗的中点附近。掌握振荡中心的具体位置对确定系统的失步振荡模式、选择解列点至关重要。

失步解列判据要求装置在系统正常运行时不动作，而在系统失步时要可靠启动。目前，电网的失步解列装置均采用就地单一判据来判断失步振荡，如：循序阻抗原理利用测量阻抗轨迹的穿区特性来判断失步振荡；相位角原理利用电流与电压夹角的变化特征来判断失步振荡。但随着网架的不断发展和加强，失步振荡通常出现在由多回线路或多通道构成的并列断面上，现有的就地单一失步判据大多针对等值两机系统，对于可能分为3个或3个以上等值机群的失步振荡，无法满足整个并列断面的失步判断，依靠分散就地失步解列判据进行解列，其误动的风险加大。对于电网复杂并列断面的解列操作，若仅依靠分散失步解列装置的就地判据，则多套解列装置的配合困难，不能保证在同一时刻将并列断面完全解列，有事故扩大的风险；另一方面，当并列断面发生失步时，不同并列线路或通道的失步振荡特征出现的时刻并不能保证完全一致，就地单一失步判据只能监测到某一线路或某一通道的失步，此时若由分散的失步解列装置各自实施解列，会造成无序解列，严重情况下可能导致整个断面无法完全解开。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法，以解决并列断面的失步判断以及失步后协调一致的解列问题。

本申请提供了一种基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法，所述方法包括：

选取电网并列断面，将所述电网并列断面划分为M个通道；

在每一个所述通道的两侧分别设置监测点，利用失步判据对每个监测点进行失步判定；

当所述通道两侧的监测点均发生失步振荡时，则判定所述通道发生失步振荡；

统计所述电网并列断面内的M个通道发生失步振荡的数量为m，当m大于或等于通道数量门槛值M_set时，则判定所述电网并列断面发生失步振荡；

其中，M_set≤M。

可选的，上述方法中，所述利用失步判据对每个监测点进行失步判定，具体为：

根据失步判据，计算所述监测点的值，当在(-1,1)内完成一次周期变化时，记录1次周期变化，统计的周期变化次数；

当周期变化次数大于门槛定值N_set，且第N_set个周期内所述监测点的最低电压小于电压标幺值U_set，则判定所述监测点发生失步振荡。

可选的，上述方法中，所述电压标幺值U_set为0.6-0.7。

可选的，上述方法中，当M≥3时，M_set＝M-1；

当M＜3时，M_set＝M。

本申请提出的基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法，通过选取并列断面联络线路两侧的多个测点，首先利用判别原理实时监测各测点是否发生失步振荡，在判别测点是否发生失步的基础上，进一步判别线路或通道是否发生失步，当发生失步线路或通道数目达到设定门槛值时，判定电网并列断面是否发生失步。本发明利用这种由点到线，再由线到面的层次化思路，构建出针对电网并列断面的失步判别方法。所述方法通过将电网并列断面从上至下分为测点、通道、断面三个层次，并进行分层次综合判别，汇总每个测点的就地判断信息，集中进行判断，形成相互校验，弥补单一测点和单一判据的不足，确保判断结论的准确性。

本申请所提出的基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法紧密结合成熟可靠的失步判据和复杂并列断面的特点，分层次构建了失步判别逻辑，通过多测点多层次的判别实现了相互校验，最终形成失步判别，其可靠性比单一测点单一判据有明显提升，从而降低了错误判别的风险，并且对各类复杂并列断面具有良好的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一个实施例布点示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1是本申请实施例提供的基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法的流程图，展示出基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法的步骤流程；图2是本申请实施例提供的一个实施例布点示意图，提供一个典型实例。

参见图1，基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法包括以下步骤：

步骤S101：选取电网并列断面，将所述电网并列断面划分为M个通道。

根据电网结构，将若干回联络线路定义为复杂并列断面，并按照输电线路的地理位置分布，将处于同一输电走廊的线路定义为同一通道，从而将复杂并列断面划分为M个通道。

步骤S102：在每一个所述通道的两侧分别设置监测点，利用失步判据对每个监测点进行失步判定。

在每个通道的两侧端点(变电站或电厂)母线处分别设置失步监测点，利用失步判据对每个监测点进行失步判定，为失步振荡中心的电压，通常通过电压表、电流表，在输电通道两侧的变电站监测通道电压的幅值U和相位、电流的幅值和相位。计算电压与电流的相位差为再计算数值，就是失步振荡中心的电压。

具体的，根据失步判据，计算所述监测点的值，当在(-1,1)内完成一次周期变化时，记录1次周期变化，统计的周期变化次数；当周期变化次数大于门槛定值N_set，且第N_set个周期内所述监测点的最低电压小于电压标幺值U_set，则判定所述监测点发生失步振荡。

其中：N_set表示的是失步振荡的次数，从理论上分析当计算值在(-1,1)区间内完成1次周期性变化时，即可以确认失步振荡中心两侧系统发生1次失步振荡。在工程实际应用中通常为了判断的准确性，需要对失步振荡进行多次确认，因此N_set通常设为2，即表示当失步判据判断出2次失步振荡时，才确认发生失步振荡。U_set是监测点在第N_set个失步振荡周期内的最低电压的标幺值，标幺值＝有名值/基准值，有名值为监测点的实时检测值，基准值为监测点的额定电压，最低电压越低表明该测点距离失步振荡中心越近，即标幺值U_set越小。特别的，当失步振荡中心与测点位置重合时，该监测点在一个失步振荡周期内的最低电压为0，标幺值U_set为0。为保证电网系统安全以及失步振荡判断的准确性，标幺值U_set通常设置为0.6-0.7，即标幺值U_set为0.6-0.7之间的任意值，表示测点在一个失步振荡周期内的最低电压需低于60％-70％额定电压中的任意值时，才认为测点附近发生失步振荡。

步骤S103：当所述通道两侧的监测点均发生失步振荡时，则判定所述通道发生失步振荡。

对每一个通道的两侧的监测点进行失步振荡判断，当通道的两侧的监测点均发生失步振荡，才判定所述通道发生失步振荡。当两侧的测点均判为失步振荡时，才认为该通道发生失步，如此可以防止单个测点的错误判别，形成相互校验。

步骤S104：统计所述电网并列断面内的M个通道发生失步振荡的数量为m，当m大于或等于通道数量门槛值M_set时，则判定所述电网并列断面发生失步振荡。

根据上述步骤对每一个通道进行失步振荡判定，统计所述电网并列断面内的M个通道发生失步振荡的数量，记为m，将发生失步振荡的通道数量m与通道数量门槛值M_set进行比较，当m≥M_set时，判定所述电网并列断面发生失步振荡。

如果并列断面是由M个通道组成，那么最严格的考虑应设定M_set＝M，即当且仅当所有通道判出失步时才认为断面发生失步，但是当组成断面的通道数较多时，会有个别通道的失步特征不十分明显，此时为了防止判据过于严格而导致无法判出断面失步，可以设定M_set等于M-1。根据实际的工程经验当断面通道总数大于等于3时可考虑按此原则进行设置，即当M≥3时，M_set＝M-1；当M＜3时，M_set＝M。

本申请提出的基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法，通过选取并列断面联络线路两侧的多个测点，首先利用判别原理实时监测各测点是否发生失步振荡，在判别测点是否发生失步的基础上，进一步判别线路或通道是否发生失步，当发生失步线路或通道数目达到设定门槛值时，判定电网并列断面是否发生失步。本发明利用这种由点到线，再由线到面的层次化思路，构建出针对电网并列断面的失步判别方法。所述方法通过将电网并列断面从上至下分为测点、通道、断面三个层次，并进行分层次综合判别，汇总每个测点的就地判断信息，集中进行判断，形成相互校验，弥补单一测点和单一判据的不足，确保判断结论的准确性。

本申请所提出的基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法紧密结合成熟可靠的失步判据和复杂并列断面的特点，分层次构建了失步判别逻辑，通过多测点多层次的判别实现了相互校验，最终形成失步判别，其可靠性比单一测点单一判据有明显提升，从而降低了错误判别的风险，并且对各类复杂并列断面具有良好的适用性。

本申请提出了一种适用于监测电力系统复杂并列断面是否发生失步振荡的判据，综合各个测点的失步判别结论反映振荡中心在复杂并列断面的分布情况，按通道进行失步判别，最后综合各通道的判别情况，得出最终的并列断面失步判别结果，可以防止因实际系统结构复杂和运行方式多变可能带来的误判风险，可以更准确地判断失步振荡中心是否位于并列断面上，并有利于协调一致进行解列控制，保证解列动作的可靠性与有效性。

本申请首次综合利用了电力系统复杂并列断面中的各个通道两侧监测测点的就地失步判别信息，形成了全局判断结果，以此来捕捉位于并列断面上的失步振荡中心，把基于单端量两机等值系统的判据转化为可以判断并列断面失步状态的综合判据，弥补了单一判据的不足，能够正确高效地定位振荡中心所在断面，构建针对复杂并列断面失步解列系统。

参见附图2，以附图2中电力系统为例进行本申请提供的基于多测点综合判据的电网并列断面失步振荡判别方法具体阐述，以方便本申请的实施。

附图2中展示的电力系统统包括电网1、电网2、电网3、电网4，认定电网1、电网2、电网3、电网4均为省级电网，包括A、B、C等19个厂站，其中电网3与电网4之间存在8回省际联络线路，这8回联络线路组成了复杂并列断面，附图2中虚线表示，并且这8回联络线由4回输电走廊的并行线路组成，同一输电走廊的并行线路具有相同的失步特征，因此将该电网断面划分为4个通道。在每个通道的两侧母线设置测点，以通道1为例，在其最左侧厂站E的母线上设置测点1-1，可以在左侧监测到失步特征，在其最右侧厂站H的母线上设置测点1-2，可以在右侧监测到失步特征，如果通道1发生失步，那么在两侧测点上均应判别出失步，利用两侧测点判断结论的相互印证可以确保判别结论的正确性。如图2所示，针对该电网断面的4个通道，一共可以设置8个测点(其中有一个检测点重复)。通过对附图2中的监测点进行监测判别，判定上述4个通道是否发生失步振荡，统计失步振荡的通道数量。在发生荡的通道数量为3或4时，则判定电网并列断面发生失步振荡。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。