电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法。
【背景技术】
[0002]我国由于一次能源分布造成了电能的跨域传输，且送电距离长，稳定薄弱。串联补偿技术是缩短交流输电的电气距离、增加线路输电容量和提高系统暂态稳定的经济而有效的方法，加上我国输电走廊的造价和征用问题也日益突出，因此串联补偿的可用性将大为提高。采用串联补偿后会给电力系统运行产生的问题之一是可能引发次同步谐振，从而导致汽轮机发电机轴系扭振和低于正常系统频率的电气振荡，严重影响电网安全。因此，对电力系统次同步谐振的深入分析研究显得至关重要。
[0003]国内外现有的电力系统次同步谐振分析研究中，对大型电力系统如何判别次同步谐振发生，尤其对次同步谐振发生的严重程度还缺少量化判别方法和量化判别指标。事实上，个别的短暂的次同步谐振对电力系统并没有太大的危害。但现有的次同步谐振判别方法无法对次同步谐振的严重程度进行量化以满足对电力系统次同步谐振进行深入全面量化分析研究和风险评估。因此如何判别电力系统次同步谐振的严重程度，给出量化指标是有实际工程意义的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法，该判别方法通过检测到的串联电容器两端的电压，经过特定运算形成电力系统次同步谐振严重程度指标，通过该指标来量化电力系统次同步谐振的严重程度，从而对电力系统次同步谐振进行分析研究和风险评估。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法，包含以下过程:
检测串联电容器两端的电压；
计算电容器电压半周的时间与标准50HZ系统半个周波时间的比例DEG = tVcap_half/tstand;其中，tVcap—half为电容器电压半周的时间；tstand为标准50Hz半个周波的时间；
当比例DEG大于102%时，表示发生次同步谐振。
[0006]优选地，当判断比例DEG大于102%时，使次同步谐振标志SIG =1 ；
当判断比例DEG不大于102%时，表示处于未发生次同步谐振的正常状况，使次同步谐振标志SIG =O0
[0007]优选地，将比例DEG作为权重，对次同步谐振标志SIG进行时间积分，获得表示电力系统次同步谐振严重程度的量化指标INDEX= J (DEG.SIG) dt；
当量化指标INDEX大于0.5时，表示发生了影响系统稳定的次同步谐振，则启用次同步谐振控制措施。
[0008]优选地，若量化指标INDEX不大于0.5时，重新对串联电容器的两端电压进行检测。
[0009]与现有技术相比，本发明提出的电力系统次同步谐振及其严重程度的判别方法和判别流程，可以在不经过复杂计算的情况下，快速有效地判断电力系统次同步谐振及其严重程度，可为电力系统次同步谐振的分析研究和风险评估提供有力的工具，具有较强的工程实用性。
【附图说明】
[0010]图1是电力系统次同步谐振及其严重程度的判别流程的示意图。
【具体实施方式】
[0011]本发明提出的电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法为:
检测串联电容器两端的电压，正常情况下电容器电压半周时间应等于标准50Hz系统半个周波时间(10ms)。计算电容器电压半周的时间与正常50Hz系统半个周波时间的比例DEG，当比例DEG大于102%时，则认为发生次同步谐振;设置次同步谐振的标志SIG，当SIG=I表示发生次同步谐振，当SIG=O表示未发生次同步谐振，即正常状况。
[0012]并且，电容器电压半周的时间与正常50Hz系统半个周波时间的比例DEG可用来表示瞬间次同步谐振的严重程度，当比例DEG越大则认为瞬间次同步谐振越严重。
[0013]为此，考虑次同步谐振持续时间的因素，将比例DEG作为权重对次同步谐振标志SIG进行时间积分获得电力系统次同步谐振严重程度的量化指标INDEX;根据量化指标INDEX来判别电力系统次同步谐振严重程度，如果INDEX小于0.2，则认为是轻度的次同步谐振，对电力系统稳定没有太大的影响，INDEX大于0.5，则认为是较严重的次同步谐振，对系统稳定有较大影响，需要采取相应的稳定控制措施。
[0014]根据上述电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法，可以制定电力系统次同步谐振及其严重程度的判别流程。图1给出了电力系统次同步谐振及其严重程度的判别流程:
51、检测串联电容器的两端电压；
52、设tvcap—half为电容器电压半周的时间；
设tstand为正常50Hz半个周波的时间(本例取1ms);
计算比例DEG = tvcap—half/ tstand ο
[0015]S3、判断比例DEG是否大于102%:
若判断为“是”时，认为发生次同步谐振，使次同步谐振的标志SIG =1；
若判断为“否”时，认为处于未发生次同步谐振的正常状况，使标志SIG =O0
[0016]S4、计算同步谐振严重程度的量化指标INDEX=f (DEG.SIG) dt
S5、将量化指标INDEX与设定阈值UMIT进行比较;本例中设定阈值UMIT取0.5，S卩，判断量化指标INDEX是否大于0.5:
若判断为“是”时，启动相关次同步谐振控制功能后，结束判别流程；
若判断为“否”时，重新执行SI对串联电容器的两端电压进行检测。
[0017]本发明提出的电力系统次同步谐振及其严重程度的判别方法和判别流程，可以在不经过复杂计算的情况下，快速有效地判断电力系统次同步谐振及其严重程度，可为电力系统次同步谐振的分析研究和风险评估提供有力的工具，具有较强的工程实用性。
[0018]本发明是在综合国内串联补偿系统次同步谐振研究大量计算结论的基础上而提出的，该发明提出的电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法已经过大量的理论计算和工程实例验证。
[0019]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法，其特征在于，包含以下过程: 检测串联电容器两端的电压； 计算电容器电压半周的时间与标准50Hz系统半个周波时间的比例DEG = tvcap_half/tstand;其中，tVcap—half为电容器电压半周的时间；tstand为标准50Hz半个周波的时间； 当比例DEG大于102%时，表示发生次同步谐振。2.如权利要求1所述的量化判别方法，其特征在于， 当判断比例DEG大于102%时，使次同步谐振标志SIG =1 ； 当判断比例DEG不大于102%时，表示处于未发生次同步谐振的正常状况，使次同步谐振标志SIG =O03.如权利要求2所述的量化判别方法，其特征在于， 将比例DEG作为权重，对次同步谐振标志SIG进行时间积分，获得表示电力系统次同步谐振严重程度的量化指标INDEX= J (DEG.SIG) dt; 当量化指标INDEX大于0.5时，表示发生了影响系统稳定的次同步谐振，则启用次同步谐振控制措施。4.如权利要求3所述的量化判别方法，其特征在于， 若量化指标INDEX不大于0.5时，重新对串联电容器的两端电压进行检测。
【专利摘要】本发明提出一种电力系统次同步谐振及其严重程度的量化判别方法，检测串联电容器两端的电压，计算电容器电压半周的时间与正常50Hz系统半个周波时间的比例DEG，当比例DEG大于102%时，则认为发生次同步谐振；设置次同步谐振的标志SIG为1，否则设置标志SIG为0。将比例DEG作为权重对次同步谐振标志SIG进行时间积分获得电力系统次同步谐振严重程度的量化指标INDEX；如果INDEX大于0.5，表示是较严重的次同步谐振，对系统稳定有较大影响，采取相应的稳定控制措施。本发明中无需复杂计算，就可以快速有效地判断电力系统次同步谐振及其严重程度，可为电力系统次同步谐振的分析研究和风险评估提供有力的工具，具有较强的工程实用性。
【IPC分类】G01R31/08, H02J3/00, H02J3/24
【公开号】CN105548811
【申请号】CN201510995031
【发明人】赵学强
【申请人】国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月28日