[發(fā)明專利]一種提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的緊急控制方法

有效

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• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103618307A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔祥玉;房大中;趙帥
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 溫國林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的緊急控制方法。?

背景技術(shù)

對于切機(jī)穩(wěn)定控制而言，在特定的大擾動場景下，主要需要解決兩方面問題，一個是控制地點，也就是靈敏度問題；另一個是控制強(qiáng)度，實際上就是穩(wěn)定裕度問題。這兩個問題在不同的規(guī)模和不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下呈現(xiàn)的復(fù)雜性有所不同^[1]。近些年來，隨著全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)以及相量測量裝置(PMU)的日益發(fā)展，為電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定控制提供了新的條件^[2]。美國Stanton等人提出的局部暫態(tài)能量函數(shù)方法，采用PMU在線測量發(fā)電機(jī)相對于慣性中心的轉(zhuǎn)速的最大值與離線計算的臨界轉(zhuǎn)速的比值確定切機(jī)量，但發(fā)電機(jī)相對于慣性中心的轉(zhuǎn)速計算需要全系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)的信息，并且信息必須嚴(yán)格同步，這在耗資和通信方面的要求目前可能是無法接受的^[3]。這一問題實際上表明了廣域測量系統(tǒng)迄今無法成功進(jìn)行電力系統(tǒng)動態(tài)安全分析的主要原因。?

當(dāng)前電力系統(tǒng)安全控制主要采用“離線計算、在線匹配”方式^[4]，其中，離線計算在電網(wǎng)上采集數(shù)據(jù)，再利用所儲存的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析得到所需要的指標(biāo)；在線匹配在電網(wǎng)上采集數(shù)據(jù)，實時的進(jìn)行對比計算匹配控制方案。這種方案通過控制裝置實時檢測當(dāng)前運行工況和故障，然后從由工況和故障組成的二維表中查找預(yù)先準(zhǔn)備的控制措施并執(zhí)行。此類方式具有較高的可靠性，可以針對預(yù)想事故集進(jìn)行充分的離線分析；穩(wěn)定控制措施易于實現(xiàn)，速度上滿足穩(wěn)定控制啟動上的時間要求。但實際系統(tǒng)運行方式經(jīng)常變化，在實施過程中有時會發(fā)生方式失配和故障失配等情況，方式失配包括：（1）新的未考慮到的惡化系統(tǒng)穩(wěn)定性的方式；（2）當(dāng)前方式下可供切除的機(jī)組少于策略表中的值；故障失配包括：（1）安全穩(wěn)定控制裝置拒動，即安控下達(dá)過程中因安控系統(tǒng)的原因?qū)е掠胁糠謭?zhí)行切除命令的機(jī)組或負(fù)荷拒動；（2）發(fā)生預(yù)想故障集之外的故障，如故障切除時間延長等情況。采用“離線計算、在線匹配”的方式無法有效處理方式失配和故障失配兩種情況，從而會降低電力系統(tǒng)在故障條件下的安全穩(wěn)定。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的緊急控制方法，本發(fā)明基于安全穩(wěn)定策略?方式失配的校核和系統(tǒng)發(fā)生大擾動故障時在線穩(wěn)定措施追加校核和控制相結(jié)合的方法，快速判斷系統(tǒng)狀態(tài)并獲得系統(tǒng)最佳追加的切機(jī)量措施，促進(jìn)大規(guī)模電力系統(tǒng)暫態(tài)安全穩(wěn)定性，詳見下文描述：?

一種提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的緊急控制方法，所述方法包括以下步驟：?

（1）設(shè)定電力系統(tǒng)刷新周期，確定“離線計算、在線匹配”方案中的嚴(yán)重故障，形成嚴(yán)重故障集，并獲得嚴(yán)重故障集中每一個故障緊急控制措施對應(yīng)的切機(jī)范圍和切機(jī)量；?

（2）提取區(qū)域電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)信息，對電力系統(tǒng)運行方式仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，獲得電力系統(tǒng)當(dāng)前刷新周期內(nèi)的運行工況，并提取電力系統(tǒng)離線安全穩(wěn)定控制策略表，執(zhí)行步驟（3）；?

（3）針對更新后的電力系統(tǒng)進(jìn)行安全穩(wěn)定策略方式失配的校核；?

（4）通過繼電保護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障或大擾動，若監(jiān)測到電力系統(tǒng)發(fā)生故障，按照“離線計算、在線匹配”方案執(zhí)行離線安控策略，同時觸發(fā)執(zhí)行步驟（5）；若沒有發(fā)生故障，判斷電力系統(tǒng)是否到刷新周期結(jié)束時間，若已經(jīng)到達(dá)，執(zhí)行步驟（2）；?

（5）基于廣域測量系統(tǒng)提取故障發(fā)生過程中的PMU信息，通過實時響應(yīng)軌跡預(yù)判斷電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，若判定電力系統(tǒng)能夠保持暫態(tài)穩(wěn)定性，則不采取追加控制措施；否則執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)生大擾動故障時在線穩(wěn)定措施追加校核和控制，獲得提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的緊急控制決策方案。?

步驟（3）的操作具體為：?

1）基于電力系統(tǒng)當(dāng)前刷新周期內(nèi)的運行工況生成相應(yīng)仿真程序的輸入數(shù)據(jù)；?

2）掃描離線安全穩(wěn)定控制策略表，基于電力系統(tǒng)當(dāng)前刷新周期內(nèi)的運行工況選擇對應(yīng)的運行方式，并獲得該運行方式下的嚴(yán)重故障集，選擇一個嚴(yán)重故障進(jìn)行數(shù)值時域仿真；?

3）對于發(fā)生的嚴(yán)重故障，若電力系統(tǒng)保持功角暫態(tài)穩(wěn)定性，則返回步驟（2）；若不能保證穩(wěn)定，記此時的追加切機(jī)量為P₁,P₁=0，計算電力系統(tǒng)的第一最小動能，記為PKE_min|P₁，執(zhí)行步驟4）；?