[發明專利]一種基于廣域測量系統的電力系統功角暫態失穩判別方法

無效

• 申請號: 201310241684.X
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103346558A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 房大中;賈宏杰;曾沅;孔祥玉;趙帥
• 申請（專利權）人: 天津大學;國家電網公司;湖北省電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于廣域測量系統的電力系統功角暫態失穩判別方法，其特征在于，包括如下步驟：?

1）提取廣域測量系統監測的n臺發電機組在電力系統實際時刻t的功角δ_i和角速度ω_i，其中，i=1,2,3…n；?

2）計算基于廣域測量系統的二維一階伴隨系統的投影角速度ω_θ及投影動能PKE(t)；?

3）若電力系統仍然處于故障中，即t小于故障切除時刻t_cl，則不進行功角暫態穩定識別，計算得到的PKE(t)用于監視全網發電機的運行狀態，轉入步驟5）；否則轉入下一步，開始判斷系統的功角暫態穩定性；?

4）采用基于基于廣域測量系統的二維一階伴隨系統的最小投影動能判據定量判斷電力系統功角暫態穩定性，若電力系統功角穩定，則轉入下一步，否則，判斷功角暫態失穩，暫態穩定判別過程結束；?

5）判斷系統實際時刻t是否達到了設定電力系統暫態穩定分析的結束時刻t_max，若達到，則暫態穩定判別過程結束，若沒有達到，令t＝t+Δt，則轉入步驟1）繼續提取廣域測量系統數據判斷電力系統的功角穩定性，其中，Δt代表廣域測量系統的采樣周期。?

2.根據權利要求1所述的一種基于廣域測量系統的電力系統功角暫態失穩判別方法，其特征在于，步驟2）所述的基于廣域測量系統的二維一階伴隨系統是：?

對于電力系統中n臺發電機，定義R為系統角半徑，R的值用來表示電力系統中發電機角擺開程度的大小，計算公式如下：?

ω_θ定義為投影角速度，ω_θ的值等于角半徑R對時間t的導數，計算公式如下：?

α_s定義為投影角加速度，α_s的值等于投影角速度對時間t的導數，計算公式如下：?

式中，θ_i(rad)，和a_i(rad/s²)分別表示第i臺發電機轉子相對于COI的角度，角速度和角加速度，后兩個公式定義為二維一階伴隨系統的數學模型。?

3.根據權利要求2所述的一種基于廣域測量系統的電力系統功角暫態失穩判別方法，其特征在于，所述的θ_i(rad)，和a_i(rad/s²)由電力系統中描述n臺發電機相對于系統慣性中心（COI）的歸一化轉子運動方程描述：?

式中，M_i(s²/rad)、P_ei(p.u.)和P_mi(p.u.)分別表示發電機轉子慣性常數、電磁功率和機?械功率；δ_COI、ω_COI和P_COI分別表示COI的角度、角速度和加速功率，M_T表示全部發電機轉子慣性常數之和；?

δ_COI、ω_COI、P_COI和M_T是由如下方程式得到：?

。

4.根據權利要求1所述的一種基于廣域測量系統的電力系統功角暫態失穩判別方法，其特征在于，步驟2）所述的PKE(t)定義為t時刻描述電力系統功角穩定性的投影動能，由如下公式計算：?

。

5.根據權利要求1所述的一種基于廣域測量系統的電力系統功角暫態失穩判別方法，其特征在于，步驟4）所述的基于廣域測量系統的二維一階伴隨系統的最小投影動能判據是：?

在電力系統發生大的擾動后，綜合利用系統擾動后投影動能曲線PKE和最小投影動能PKE_min(i)，定量判斷電力系統功角暫態穩定性實際電網中廣域測量系統的測量數據為高頻率的離散數據，判據如下：?

電力系統功角穩定判據：每一次系統擺動過程中，假設投影動能曲線PKE在t-Δt時刻曲線達到局部極小值PKE_min(i)，若PKE_min(i)≠0,則系統功角失穩；若PKE_min(i)=0，當ω_θ(t-2Δt)*ω_θ(t)≤0時，系統功角暫態穩定，當ω_θ(t-2Δt)*ω_θ(t)＞0時，系統功角暫態失穩，其中，Δt代表廣域測量系統的采樣周期；?

其中，PKE_min(i)定義為考慮電力系統多擺穩定判別的電力系統最小投影動能，即PKE_min(i)為電力系統發電機組第i次擺動過程中單位質點由減速過渡到加速時投影動能曲線PKE的局部極小值。PKE定義為描述電力系統功角穩定性的投影動能曲線，由下式表示：?

式中，t₀代表電力系統暫態穩定分析的初始時刻，t_max代表設定電力系統暫態穩定分析的結束時間。?