[發(fā)明專利]基于廣域信息的電力系統(tǒng)分布式阻尼控制系統(tǒng)及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110403264.8
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102496944A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳勇軍;時伯年;雷瑞豐;譚士杰;門錕;楊東;吳京濤
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務(wù)所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種基于廣域信息的電力系統(tǒng)分布式阻尼控制系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)互聯(lián)規(guī)模的不斷擴大、以及大型機組快速勵磁系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的低頻振蕩問題日益突出，尤其是區(qū)域間的低頻振蕩，對互聯(lián)電網(wǎng)的安全運行構(gòu)成了嚴重威脅。迄今，在發(fā)電機勵磁系統(tǒng)上安裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power?System?Stabilizer，簡稱PSS)仍然是抑制低頻振蕩的一種最經(jīng)濟有效的方法。但是，傳統(tǒng)的PSS所采用的輸入信號通常是本機組的就地信號(如轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、電磁功率等)，這些信號不能很好地反映區(qū)域間的振蕩模式，對區(qū)域間振蕩模式的可觀性不好，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)PSS抑制區(qū)域間的低頻振蕩模式的效果不如抑制本地低頻振蕩模式的效果明顯。因此，在PSS中通過引入廣域信號對于抑制區(qū)域間的低頻振蕩是非常必要的。

近年來，同步相量測量技術(shù)取得了迅速發(fā)展，它可以高精度同步采集廣域電網(wǎng)的實時運行參數(shù)，提供電網(wǎng)全局的動態(tài)信息，從而為設(shè)計反饋電力系統(tǒng)區(qū)域間振蕩信號的PSS提供了可能。

考慮到實際電網(wǎng)運行時可能存在多個主要的區(qū)域間低頻振蕩模式，使用就地信號作為輸入的傳統(tǒng)PSS還會出現(xiàn)多個PSS之間參數(shù)難以協(xié)調(diào)的困難，因此有必要針對不同區(qū)域間低頻振蕩模式在不同的控制地點選擇安裝相應(yīng)的阻尼控制設(shè)備，也就是采取相對獨立的分布式控制結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

針對傳統(tǒng)PSS使用本地信號存在的不足以及抑制多個區(qū)域間低頻振蕩模式存在協(xié)調(diào)困難的問題，本發(fā)明提出了一種基于廣域信息的電力系統(tǒng)分布式阻尼控制系統(tǒng)，能有效抑制電力系統(tǒng)區(qū)域間大范圍的功率振蕩現(xiàn)象，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，另外，本發(fā)明還提供了該控制系統(tǒng)所采用的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于廣域信息的電力系統(tǒng)分布式阻尼控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述分布式阻尼控制系統(tǒng)包括離線配置的多個同步相量測量單元、廣域數(shù)據(jù)集中單元、離線配置的多個阻尼控制單元以及與各阻尼控制單元分別對應(yīng)連接的執(zhí)行單元；

所述多個同步相量測量單元、廣域數(shù)據(jù)集中單元、所述多個阻尼控制單元以及相對應(yīng)的多個執(zhí)行單元一次通過通信通道連接；

所述多個同步相量測量單元用于采集交流變電站或者直流換流站的同步相量數(shù)據(jù)；

所述廣域數(shù)據(jù)集中單元接收來自各同步相量測量單元的數(shù)據(jù)，按GPS時標(biāo)對齊后，得到同一時間斷面下反映電網(wǎng)廣域范圍的實時動態(tài)信息，將所述實時動態(tài)信息集中下發(fā)給各阻尼控制單元；

所述多個阻尼控制單元接收來自廣域數(shù)據(jù)集中單元的所述實時動態(tài)信息，判斷所述實時動態(tài)信息中是否包含需要本阻尼控制單元進行抑制的區(qū)域間低頻振蕩模式成分，且判斷電網(wǎng)運行狀態(tài)、所述同步相量測量單元、廣域數(shù)據(jù)集中單元以及阻尼控制單元三者之間的通信通道及所述同步相量測量單元、廣域數(shù)據(jù)集中單元以及阻尼控制單元硬件狀態(tài)是否正常，當(dāng)所述實時動態(tài)信息中包含需要本阻尼控制單元進行抑制的區(qū)域間低頻振蕩模式成分、且電網(wǎng)運行狀態(tài)正常、所述通信通道和硬件狀態(tài)正常時，計算附加勵磁電流數(shù)字量信號，并發(fā)送至所連接的執(zhí)行單元；

所述執(zhí)行單元在判斷自身設(shè)備正常后，將所述阻尼控制單元計算得到的附加勵磁電流數(shù)字量信號轉(zhuǎn)化為本執(zhí)行單元所連接的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的附加勵磁電流模擬量信號(如4～20mA模擬量電流信號)，并疊加到發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的輸入端，通過發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用抑制電網(wǎng)區(qū)域間功率振蕩。同步相量測量單元與廣域數(shù)據(jù)集中單元之間，及廣域數(shù)據(jù)集中單元與阻尼控制單元之間均通過光纖通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

另外，本發(fā)明還提供了一種使用上述所介紹的基于廣域信息的電力系統(tǒng)分布式阻尼控制系統(tǒng)的控制方法，其包括以下步驟：

a、通過區(qū)域間振蕩模式主模比分析方法確定各同步測量單元的安裝地點，通過區(qū)域間振蕩模式留數(shù)分析方法確定各阻尼控制單元的安裝地點；

b、同步相量測量單元接收來自交流變電站或者直流換流站的同步相量數(shù)據(jù)，并傳送給廣域數(shù)據(jù)集中單元；

c、廣域數(shù)據(jù)集中單元接收所述同步相量數(shù)據(jù)，按GPS時標(biāo)對齊后，得到同一時間斷面下的反映電網(wǎng)廣域范圍的實時動態(tài)信息，并下發(fā)給各阻尼控制單元；