一种电力系统暂态稳定判别装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种电力系统暂态稳定判别装置。包括相量测量单元装置、母线电压突变检测装置、积分器、系统暂态稳定性判别装置、持续低电压判别装置、紧急控制和安全预警触发器，相量测量单元的母线电压信号输出端分别与母线电压突变检测装置和积分器的信号输入端连接，母线电压突变检测装置的信号输出端与积分器的信号输入端连接，积分器的信号输出端与系统暂态稳定性判别装置的信号输入端连接，系统暂态稳定性判别装置的信号输出端分别与持续低电压判别装置和紧急控制和安全预警触发器的信号输入端连接，持续低电压判别装置的信号输出端与紧急控制和安全预警触发器的信号输入端连接。本实用新型有效提高电力系统安全稳定水平，防止发生大面积停电。
【专利说明】—种电力系统暂态稳定判别装置
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种用于电力系统安全稳定控制【技术领域】的电力系统暂态稳定判别装置，特别涉及一种基于电压轨迹积分的电力系统暂态稳定判别装置，属于电力系统暂态稳定判别装置的改造技术。
【背景技术】
[0002]常规的电力系统第二道防线采用的是基于事件的稳定控制技术，优点是针对性强、可靠，缺点是当实际故障超出了它涵盖的事件范围，就不会采取控制措施以避免系统发生大面积停电事故。随着相量测量单元(PMU)和广域测量系统(WMS)的广泛应用，基于扰动后电力系统实际广域响应的新型安全稳定技术成为当前的研究热点。
[0003]电力系统暂态稳定判别是指通过分析电力系统各状态量在扰动后的特征轨迹，快速判断电系统在当前的动态行为下是否能够恢复到稳定。如果判定系统将失稳，则可以及时采取切机、切负荷等紧急控制措施。当前的实时系统暂态失稳的判别大多基于发电机功角受扰轨迹的分析，存在判据可靠性差、难以适应复杂的系统情况。另一方面，也过分依赖于主导发电机群的监测结果，对数据量要求较大，技术复杂难以实现。因此，传统的基于发电机功角受扰轨迹的暂态稳定性判别装置的应用与推广存在一定的局限性，且工程实用性较差。尚存在许多问题需要解决。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种有效提高电力系统安全稳定水平，防止发生大面积停电的电力系统暂态稳定判别装置。
[0005]本实用新型的技术方案是:本实用新型的电力系统暂态稳定判别装置，包括有相量测量单元装置、母线电压突变检测装置、积分器、系统暂态稳定性判别装置、持续低电压判别装置、紧急控制和安全预警触发器，所述相量测量单元装置的母线电压信号输出端分别与母线电压突变检测装置、积分器以及持续低电压判别装置的信号输入端连接，母线电压突变检测装置的信号输出端与积分器的信号输入端连接，积分器的信号输出端与系统暂态稳定性判别装置的信号输入端连接，系统暂态稳定性判别装置的信号输出端分别与持续低电压判别装置和紧急控制和安全预警触发器的信号输入端连接，持续低电压判别装置信号输出端与紧急控制和安全预警触发器的信号输入端连接。
[0006]本实用新型具有如下具体优点:
[0007]1)本实用新型通过相量测量单元装置进行有效量测，设备结构简单。
[0008]2)本实用新型有效提闻电力系统暂态稳定判别的可罪性，有效提闻电力系统安全稳定水平。
[0009]3)本实用新型可应用于电力系统局部持续低电压的判别与安全预警。
[0010]本实用新型是一种方便实用的电力系统暂态稳定判别装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的系统结构图。
[0012]图2为本实用新型对系统暂态稳定的判断效果图。
[0013]图3为本实用新型对系统暂态失稳的判断效果图。
【具体实施方式】
[0014]实施例:
[0015]本实用新型的结构示意图如图1所示，本实用新型的一种基于电压轨迹积分的电力系统暂态稳定判别装置，包括相量测量单元装置1、母线电压突变检测装置2、电压轨迹积分器3、系统暂态稳定性判别装置4、持续低电压判别装置5、紧急控制和安全预警触发器6，相量测量单元装置1的母线电压信号输出端分别与母线电压突变检测装置2、电压轨迹积分器3以及持续低电压判别装置5的信号输入端连接，母线电压突变检测装置2的信号输出端与电压轨迹积分器3的信号输入端连接，电压轨迹积分器3的信号输出端与系统暂态稳定性判别装置4的信号输入端连接，系统暂态稳定性判别装置4的信号输出端分别与持续低电压判别装置5和紧急控制和安全预警触发器6的信号输入端连接，持续低电压判别装置5的信号输出端与紧急控制和安全预警触发器6的信号输入端连接。
[0016]本实施例中，积分器3是电压轨迹积分器，积分器3是一种复合积分器。上述相量测量单元装置1是采用北京四方继保自动化股份有限公司的CSS-200/1，上述母线电压突变检测装置2、积分器3、系统暂态稳定性判别装置4、持续低电压判别装置5、紧急控制和安全预警触发器6集成于以DSP芯片TMS320F2812和ARM芯片EP9315为核心的硬件平台上。
[0017]本实用新型的工作过程如下:
[0018]步骤一:相量测量单元装置1测量反映系统暂态稳定特性的各个重要变电站的母线电压并输入到母线电压突变检测装置2，母线电压突变检测装置2判断是否发生系统故障后的变电站母线电压下坠。
[0019]步骤二:一旦母线电压突变检测装置2判断为系统发生故障后的电压下坠，将发送触发信号给积分器3进行电压轨迹复合积分计算。
[0020]步骤三:积分器3将积分计算值发送给系统暂态稳定性判别装置4进行系统暂态稳定性判断。若判断为系统暂态失稳，则将触发信号发送给紧急控制和安全预警触发器6，启动相应稳控装置；若判断为系统暂态稳定，则将触发信号发送给紧急控制和持续低电压判别装置5。
[0021 ] 步骤四，持续低电压判别装置5根据相量测量单元装置1输入的母线电压信号，判断系统是否出现局部电压持续过低。若判断为存在局部电压持续过低，则将触发信号发送给紧急控制和安全预警触发器6，启动相应安全预警操作。
[0022]图2是采用本实用新型对系统暂态稳定的判断效果图。图3是采用本实用新型对系统暂态失稳的判断效果图。采用图1所示的基于电压轨迹积分的电力系统暂态稳定判别装置，选取系统中12个母线电压作为检测量。从图2的判断效果图可以看出，其中由相量测量装置采集到的母线电压在故障后有瞬间跌落和回升的现象，最终系统恢复稳定，用本实用新型基于电压轨迹积分的电力系统暂态稳定判别装置能正确判定此时系统暂态稳定，并未触发紧急控制和安全预警。
[0023]图3是采用本实用新型对系统暂态失稳的判断效果图。从图可以看出，极端严重故障下系统失去稳定，本实用新型基于电压轨迹积分的电力系统暂态稳定判别装置检测到母线电压突变并进行电压轨迹积分和稳定性判断，并于故障后1.62秒判断为系统失稳，触发紧急控制和安全预警装置。
[0024]本实用新型与传统的电力系统第二道防线采用的基于事件的安全稳定控制装置相比，本实用新型的基于电压轨迹积分的电力系统暂态稳定判别装置，针对潜在的超出离线设定的极端严重故障事件，根据相量测量单元装置输出的变电站母线电压量测信息判别系统暂态稳定性，并触发紧急控制和安全预警触发器，能够在线实时判别系统暂态稳定特性，有效提高电力系统安全稳定水平，解决常规电力系统二道防线(安全稳定控制)预设防御范围以外的严重故障大扰动造成的系统暂态失稳，防止大面积停电发生。
【权利要求】
1.一种电力系统暂态稳定判别装置，其特征在于包括有相量测量单元装置(I)、母线电压突变检测装置(2)、积分器(3)、系统暂态稳定性判别装置(4)、持续低电压判别装置(5)、紧急控制和安全预警触发器(6)，所述相量测量单元装置(I)的母线电压信号输出端分别与母线电压突变检测装置(2)、积分器(3)以及持续低电压判别装置(5)的信号输入端连接，母线电压突变检测装置(2)的信号输出端与积分器(3)的信号输入端连接，积分器(3)的信号输出端与系统暂态稳定性判别装置(4)的信号输入端连接，系统暂态稳定性判别装置(4)的信号输出端分别与持续低电压判别装置(5)和紧急控制和安全预警触发器(6)的信号输入端连接，持续低电压判别装置(5)的信号输出端与紧急控制和安全预警触发器(6)的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的电力系统暂态稳定判别装置，其特征在于上述积分器(3)是电压轨迹积分器。
3.根据权利要求2所述的电力系统暂态稳定判别装置，其特征在于上述积分器(3)为复合积分器。
4.根据权利要求2所述的电力系统暂态稳定判别装置，其特征在于上述母线电压突变检测装置(2)、积分器(3)、系统暂态稳定性判别装置(4)、持续低电压判别装置(5)、紧急控制和安全预警触发器(6)集成于以DSP芯片TMS320F2812和ARM芯片EP9315为核心的硬件平台上。
【文档编号】H02J3/00GK204046166SQ201420264035
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】付超, 金小明, 陈建斌, 肖永, 门锟, 李鸿鑫, 徐梅梅, 林呈辉 申请人:南方电网科学研究院有限责任公司, 贵州电网公司