一种基于系统加速能量的切机控制措施量化方法
【专利摘要】本发明提供一种基于系统加速能量的切机控制措施量化方法，为暂态稳定切机控制措施提供决策依据，包括：确定多机互联电力系统失稳时的临界机群；根据临界机群，基于实测量测信息建立多机互联电力系统的等值单机无穷大系统模型；计算系统的加速能量；建立切机措施量化求解方程并求解，得到切机量计算值；根据切机量计算值，结合实际发电机容量，对切机量计算值进行归整处理，得到最终的实际切机量；继续监视采取切机措施后系统的动态行为，若系统仍趋于失稳状态，则基于最新量测信息计算下一轮切机量；该方法充分考虑了系统的动态特性，求解过程简单，具有良好的工程应用前景。
【专利说明】一种基于系统加速能量的切机控制措施量化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于系统加速能量的切机控制措施量化方法。
【背景技术】
[0002]暂态稳定控制是保证电网安全稳定运行的重要手段，暂态功角失稳时，通常对送端系统进行切机控制以保证系统恢复稳定，合理的切机量是确保系统恢复稳定的关键。因此，切机控制措施的量化研究一直是人们关注的焦点。随着互联电网规模越来越大，暂态稳定控制逐渐向“实时决策，实时控制”的方向发展，快速量化方法是实现“实时控制”的前提。近年来广域测量系统的发展，为实现暂态稳定的“实时控制”提供了技术保障。目前已有的快速量化方法中，无论是能量函数法还是扩展等面积准则法，都可用等面积准则进行解释。基于受扰轨迹曲线运用等面积准则求取切机量，必须求解采取切机控制措施前系统的不稳定平衡点和采取切机控制措施后系统新的不稳定平衡点，进而计算面积积分和临界切机量。所述不稳定平衡点，分别由采取控制措施前和控制措施后的功率平衡方程决定。为了求取这两个不稳定平衡点，需要对电磁功率曲线进行预测，通常采用三角函数拟合技术来建立功率平衡方程。
[0003]这种基于等面积准则的切机量化方法，在“实时分析，实时决策”的控制策略中，存在着两方面的问题:一方面需要确定面积积分的起始条件和终止条件，从而计算最大加速面积和最大减速面积。这对实时分析提出了更高要求，需要综合全网实时信息进行判断；另一方面积分路径难以确定，尤其是不稳定平衡点的计算。通常所采用的三角函数拟合技术并不能准确预测电磁功率，尤其对于多机失稳模式。这主要是由于在多机失稳模式下，不同发电机穿越不稳定平衡点的时刻不同。特别是在不稳定平衡点附近，等值电磁功率会发生强烈畸变。此外，其振荡周期也发生了变化，因而难以用类正弦曲线来拟合。可见，运用等面积法则进行控制措施量化求解时在计算上并不方便，在工程实际中迫切需要研究更加简便的切机量计算方法。
【发明内容】
[0004]本发明涉及一种基于系统加速能量的切机控制措施量化方法，用于为暂态稳定切机控制措施提供决策依据，该方法包括:
[0005]步骤SI，通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后多机互联电力系统失稳时的临界机群；
[0006]步骤S2，以T为采样周期通过所述WAMS量测系统周期性的获取临界机群的动态信息，建立所述多机互联电力系统的等值单机无穷大系统模型；
[0007]步骤S3，根据所述等值单机无穷大系统模型，计算所述多机互联电力系统的加速倉;
[0008]步骤S4，根据所述多机互联电力系统的加速能量，建立切机措施量化求解方程并求解，得到切机量计算值；
[0009]步骤S5，根据所述切机量计算值，结合实际发电机容量，对切机量计算值进行归整处理，得到最终的实际切机量；
[0010]步骤S6，继续监视采取切机控制措施后多机互联电力系统的动态行为，若系统仍趋于失稳状态，则基于最新量测信息计算下一轮切机量，设置i的值为i=i+T，执行步骤SI。[0011 ] 进一步地，所述步骤SI中，通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后多机系统失稳时的临界机群，需要基于全网发电机的功角曲线进行判断。 [0012]进一步地，所述步骤S2中，从故障后开始通过所述WAMS量测系统周期性的获取临界机群的动态特征信息，所述联络断面动态特征信息的采样周期T与所述WAMS量测系统中的PMU测量单元的采样周期相同；
[0013]所述临界机群的动态特征信息包括不同时刻发电机输入的机械功率、输出的有功功率、发电机功角及转速差；其中，故障后第i时刻第k台发电机输入的机械功率为/^、输出的有功功率为发电机功角为€、转速差为4 ο
[0014]进一步地，所述步骤S2中，根据临界机群的动态特征信息，建立多机互联电力系统的等值单机无穷大系统模型，其方法为:
[0015]假设临界机群为领先群S和滞后群Α，则等值两机系统为:
[0016]十且
【权利要求】
1.一种基于系统加速能量的切机控制措施量化方法，其特征在于，所述方法包括: 步骤SI，通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后多机互联电力系统失稳时的临界机群； 步骤S2，以T为采样周期通过所述WAMS量测系统周期性的获取临界机群的动态特征信息，建立多机互联电力系统的等值单机无穷大系统模型； 步骤S3，根据所述等值单机无穷大系统模型，计算多机互联电力系统的加速能量； 步骤S4，根据所述多机互联电力系统的加速能量，建立切机措施量化求解方程并求解，得到切机量计算值； 步骤S5，根据所述切机量计算值，结合实际发电机容量，对切机量计算值进行归整处理，得到最终的实际切机量； 步骤S6，继续监视采取切机控制措施后多机互联电力系统的动态行为，若系统仍趋于失稳状态，则基于最新量测信息计算下一轮切机量，设置第i时刻的值为i=i+T，执行步骤SI。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤SI中，基于全网发电机的功角曲线、通过WAMS量测系统测量的信息确定故障后多机系统失稳时的临界机群。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，从故障后开始通过所述WAMS量测系统周期性的获取临界机群的动态特征信息，所述联络断面动态特征信息的采样周期T与所述WAMS量测系统中的PMU测量单元的采样周期相同； 所述临界机群的动 态特征信息包括不同时刻发电机输入的机械功率、输出的有功功率、发电机功角及转速差；其中，故障后第i时刻第k台发电机输入的机械功率为、输出的有功功率为&，发电机功角为4、转速差为4?
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据临界机群的动态特征信息，建立多机互联电力系统的等值单机无穷大系统模型，其方法为: 假设临界机群为领先群S和滞后群A，则等值两机系统为:
且
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据等值单机无穷大系统模型，计算系统的加速能量，其方法为: 基于等值单机无穷大系统模型，多机互联电力系统的修正暂态动能Ek。。、修正暂态势能Ep。。及全系统修正暂态能量Ε。。的关系定义如下:
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据系统的加速能量，建立切机措施量化求解方程并求解，得到切机量计算值，其方法为: 设切机措施实施时刻为tk，切机量为Λ Pm，系统恢复稳定，则:
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据实际发电机容量，采取向上归整方法对切机量计算值进行归整处理，即选择大于切机量计算值的最小离散值作为实际切机量。
【文档编号】H02J3/38GK103606952SQ201310585808
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】汤涌, 吴为, 孙华东 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院