[發(fā)明專利]無模型實測軌跡的穩(wěn)定裕度評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910029822.1
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN101510684A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 薛禹勝;張長銀;李雪明;姬長安;羅劍波;方勇杰;徐泰山;許劍冰;徐偉;李碧君;楊衛(wèi)東;鮑顏紅;薛峰;李威
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)電力科學研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F17/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發(fā)明屬電力系統(tǒng)及其自動化技術領域，更準確地說本發(fā)明涉及一種無模型實測軌跡的穩(wěn)定裕度評估方法。

背景技術

電力系統(tǒng)的運行參數(shù)、拓撲結構和擾動細節(jié)均難以精確確定，而模型和參數(shù)的有效性也無法保證，故數(shù)值仿真難以真實反映系統(tǒng)的實際動態(tài)。為了確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運行，需要建立動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，評估電力系統(tǒng)實際受擾后的暫態(tài)和動態(tài)安全穩(wěn)定裕度。相量測量單元(PMU)采集的實際軌跡不再像仿真軌跡那樣受到模型及擾動場景等不真實性的影響，但為了精確量化受擾系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在計算穩(wěn)定裕度時也不應采用系統(tǒng)模型。已有的安全穩(wěn)定評估方法需要收縮到發(fā)電機內(nèi)結點的導納陣。現(xiàn)有的解決方法是在模型結構已知的情況下，使用最小二乘法來識別模型的參數(shù)，進行實時安全穩(wěn)定評估。在系統(tǒng)規(guī)模較大時，參數(shù)辨識需要較長的數(shù)據(jù)窗口，這是實時評估和參數(shù)的時變性無法接受的。最小二乘法將整個估計區(qū)間中的待估參數(shù)視為常數(shù)而不適用于時變參數(shù)。雖然可以用指數(shù)加權的方式來強調(diào)新得到的數(shù)據(jù)，但也只能用于弱時變情況。因此，急需提出無模型實測軌跡的穩(wěn)定裕度評估方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：克服評估實際受擾軌跡穩(wěn)定裕度依賴系統(tǒng)模型的缺點，提供一種可以定性判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性，量化實測軌跡穩(wěn)定程度的無模型實測軌跡的穩(wěn)定裕度評估方法。

本發(fā)明基于的擴展等面積準則(EEAC)理論是針對軌跡的穩(wěn)定性定量分析理論，根據(jù)互補群慣量中心相對運動變換(CCCOI-RM)得到的單機無窮大(OMIB)系統(tǒng)的功角曲線是否存在動態(tài)鞍點(DSP)定性判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使用DSP處的動能作為失穩(wěn)軌跡的穩(wěn)定裕度，使用曲線外推技術計算穩(wěn)定軌跡的穩(wěn)定裕度并輔以時變性校核，排除用曲線外推誤差過大的那些病態(tài)情況。可以不依賴系統(tǒng)模型，而評估實測軌跡的穩(wěn)定裕度，提高安全穩(wěn)定性評估的精度。

具體地說，本發(fā)明是采取以下的技術方案來實現(xiàn)的，包括下列步驟：

1)在控制中心按統(tǒng)一時標匯集由PMU采集到的各機功角δ_i和加速功率P_ai(當機械功率不變時，可用電功率P_ei表示)的時間響應曲線。

2)按照實測軌跡識別同調(diào)群，通過CCCOI-RM變換將實測的多機軌跡映射到OMIB映象系統(tǒng)的平面上，依據(jù)映象系統(tǒng)的軌跡特征判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果軌跡上出現(xiàn)FEP，則系統(tǒng)在該次擺動以前，可被判為穩(wěn)定，并執(zhí)行步驟3)；如果軌跡上出現(xiàn)DSP，則將系統(tǒng)判為失穩(wěn)，取該映象系統(tǒng)動能的負值為原多機系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度并結束評估。

3)判斷穩(wěn)定軌跡的穩(wěn)定程度，如果映象系統(tǒng)的電磁功率的絕對值在FEP之前單調(diào)增加，則該算例相當穩(wěn)定，無需評估其穩(wěn)定裕度并結束評估，否則執(zhí)行步驟4)。

4)校核FEP附近正弦外推的病態(tài)情況，沿著功角曲線從FEP開始反向搜索，當相鄰的兩個數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的功角曲線的斜率不再明顯減小時，即|(k₁-k₂)/k₂|＜10％時，表示功角曲線的外推受病態(tài)的影響不再嚴重，其中k₁為前一窗口內(nèi)功角曲線的斜率，k₂為后一窗口內(nèi)功角曲線的斜率。記該點為離FEP最近的可用數(shù)據(jù)點(AP)，如果AP比FEP之前的極值點(EP)還遠離FEP則執(zhí)行步驟6)，否則取該點之前的3個數(shù)據(jù)點根據(jù)最小二乘法來計算正弦外推曲線的參數(shù)，按該正弦曲線外推FEP后的虛構軌跡，并計算潛在動能作為穩(wěn)定軌跡的穩(wěn)定裕度。