[發明專利]電力系統失步振蕩的振蕩中心捕捉方法

有效

• 申請號: 200910181745.1
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN101963644A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 柳勇軍;任祖怡;吳小辰;竇乘國;俞秋陽;孫光輝;陳松林
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心;南京南瑞繼保電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R25/00;H02J3/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及電力系統失步振蕩的振蕩中心的捕捉方法，應用于安全穩定控制系統中在系統失步判別時的振蕩中心捕捉。

背景技術

電力系統在遭遇嚴重故障或多重性事故時可能失去同步，電力系統發生失步振蕩時一定有一個振蕩中心，當兩端電壓相位差從初始值逐步增加并超過180度，表明電網已經失步，且振蕩中心位于兩側的母線之間。振蕩中心一側的同調機群頻率高于平均頻率，另一側同調機群頻率低于平均頻率，如果假設兩側等值機組的電勢近似相等，那么振蕩中心的位置在系統阻抗的中點附近。掌握振蕩中心的具體位置對確定系統的失步振蕩模式、選擇解列點至關重要。

目前大量應用于國內電力系統工程實踐中的振蕩解列裝置原理主要有：視在阻抗軌跡解列判據、軌跡解列判據以及電壓與電流之間相位角解列判據，其基本原理分別簡述如下：

(1)視在阻抗循序判別原理的失步判據，該方法是通過測量阻抗的變化軌跡，得出相應的失步判據。根據阻抗變化軌跡區分失步振蕩、同步振蕩以及及短路故障。這種原理從理論上講直接反應的是兩個等值機組之間功角的變化。

(2)判別原理的失步判據，該方法是利用裝置安裝處采集到的電壓和電流計算得到來代表振蕩中心的電壓，根據振蕩中心電壓的變化規律來區分失步振蕩、同步振蕩以及短路故障。

(3)電壓與電流之間相位角振蕩解列判據，該方法是利用裝置安裝處采集到的視在阻抗角的變化軌跡判斷系統的失步特征。該判據能夠判斷出失步中心的位置方向。

隨著電網規模的擴大和電網間聯系的日益緊密，出現了現有振蕩解列原理的不足之處：最多只能判別振蕩中心的方向，而不能判別振蕩中心的位置。這是所有分布安裝裝置所無法解決的問題，也是利用單一測點信息的失步判據原理的不足。

發明內容

本發明的目的是：提供一種電力系統失步振蕩的振蕩中心捕捉方法，能夠準確、快速地判別出電力系統失步后振蕩中心所在的位置。

本發明技術方案如下：電力系統失步振蕩的振蕩中心捕捉方法，選取電力系統中多個測量點，取測量點正序電壓相位為測量點相位，任意二個測量點之間的相角差作為比相區間(即二個測量點之間的區間)的相角差，其特征如下：相角差最先滿足式1或式2的比相區間被判斷為振蕩中心所在的區間，即最小包涵振蕩中心的區間：對于加速失步采用式1判別振蕩中心位置：

θ＞180°+θ₀???????????????????式1

其中，θ₀是起動前(系統開始振蕩前)區間電壓相角差，θ是區間實時相角差。

在判出失步的各個比相區間中，最先滿足式1的區間，必然是最小包涵振蕩中心的區間。同理，對于減速失步而言可采用式2判別振蕩中心位置：

θ＜-180°+θ₀??????????????????????式2

其中，θ₀是起動前(系統開始振蕩前)比相區間電壓初始相角差，θ是比相區間實時相角差；在判出失步的各個比相區間中，最先滿足式2的區間，必然是最小包涵振蕩中心的區間。

總之，相角差最先滿足式1或式2的比相區間被判斷為振蕩中心所在的區間，即最小包涵振蕩中心的區間。

θ＞180+θ₀???????????式1

θ＜-180+θ₀??????????式2

其中，θ₀是起動前(即系統開始振蕩前)比相區間電壓相角差，θ是比相區間實時相角差。

假定有如圖1所示的系統簡圖，振蕩中心在BC之間(相角差的范圍限定在0～360度)。

其中，圖1(a)為正常運行時的各廠站正序電壓相位關系簡圖，圖1(b)為振蕩到180度時的各廠站正序電壓相位關系簡圖，圖1(c)振蕩超過180度時的各廠站正序電壓相位關系簡圖。

假定ABCD各廠站的正序電壓相位分別為θ_A、θ_B、θ_C、θ_D，則各斷面的正序電壓實時相位差為：θ_AB(AB之間)、θ_AC(AC之間)、θ_AD(AD之間)、θ_BC(BC之間)、θ_BD(BD之間)、θ_CD(CD之間)。