[發明專利]一種基于面積法則的輸電網暫態電壓穩定的判定方法

有效

• 申請號: 201210572705.1
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103076537A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 袁志昌;陸超;李立理;邵廣惠;徐興偉;侯凱元;王鋼;賈偉;夏德明;岳涵;吳遠志;周瑩;馬新;劉家慶;劉永奇;李澤宇
• 申請（專利權）人: 清華大學;東北電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種基于面積法則的輸電網暫態電壓穩定的判定方法，屬于電網穩定控制技術領域。

背景技術

目前，輸電網暫態電壓穩定判據主要分為兩大類：

第一類：按照暫態過程中電壓低于某個閾值持續一段時間來進行判斷（例如：國家電網各系統采用“電壓低于0.8p.u.持續時間不超過1秒”，南方電網采用“電壓低于0.75p.u.持續時間不超過1秒”）。該類判據是依據實際系統運行經驗或數值仿真經驗得到的，在實踐中易于采用和推廣，為國內外大多數電網采用的方法。然而這種方法機理性不強，可靠性和準確性隨著系統條件以及負荷條件的差異而變化，容易造成漏判和誤判的情況。

第二類：在暫態過程中比較電磁轉矩和機械轉矩的大小，以及轉子滑差和臨界滑差的大小；二者綜合得到穩定判據。該類判據中典型的是比較暫態過程中恢復電壓最高點的電磁轉矩和機械轉矩以及轉子滑差和臨界滑差來進行判斷，其規則較多，物理意義不夠明確。由于電磁轉矩是和滑差以及電壓都相關的，在暫態過程中三者之間關系比較復雜，只是靠比較轉矩或者滑差大小并不能完全準確的反映電動機失穩與否的物理本質；另外電磁轉矩以及轉子滑差是只能在離線計算中觀測得到的變量，對模型的準確性依賴很高，因而不易在線推廣。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于面積法則的輸電網暫態電壓穩定的判定方法，根據擾動發生后電動機負荷的有功功率的標么值計算電動機的加速面積和減速面積，通過比較加速面積和減速面積的大小以及電動機有功功率與擾動前的功率值之比較，對輸電網暫態電壓穩定性進行判斷，以用于大電網暫態電壓穩定的在線實時監測和控制。

本發明提出的基于面積法則的輸電網暫態電壓穩定的判定方法，包括以下各步驟：

（1）利用離線負荷成份統計方法或在線負荷參數辨識方法，獲取輸電網負荷母線中恒阻抗負荷功率占輸電網負荷母線總功率的比例K_Z；

（2）分別測量輸電網負荷母線的電壓U、電流I和有功功率P；

（3）當輸電網達到運行穩態時，將輸電網負荷母線的電壓、電流和有功功率的三個測量值分別記為U₀、I₀和P₀；

（4）計算運行穩態時輸電網負荷母線中電動機的機械負載功率P_M0，P_M0=P₀×(1-K_Z)；

（5）實時測量輸電網負荷母線電壓，設定一個輸電網負荷母線的電壓閾值，將實時測量的輸電網負荷母線電壓與該閾值進行比較，若實時測量值小于閾值，則認定輸電網發生故障，并進行步驟（6），若實時測量值大于或等于閾值，則繼續實時測量；

（6）連續測量輸電網負荷母線的電壓，電流和有功功率，分別記錄輸電網負荷母線的電壓、電流和有功功率U(n)、I(n)和P(n)；

（7）計算故障發生后輸電網負荷母線中恒阻抗負荷的有功功率P_Z(n)，P_Z(n)=(P₀×K_Z)(U(n)/U₀)²；

（8）計算故障發生后輸電網負荷母線中電動機負荷的有功功率P_M(n)，P_M(n)=P(n)-P_z(n)；

（9）根據上述P_M(n)和P_M0，計算輸電網負荷母線中電動機負荷的減速面積S_d(n)和加速面積S_a(n)，計算方法如下：

（9－1）設加速面積和減速面積的初始值均為0，即S_a(0)=0，S_d(0)=0；