[發(fā)明專利]基于區(qū)間聯(lián)絡(luò)線能量預(yù)測的暫態(tài)穩(wěn)定緊急切機控制方法

有效

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• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105896571B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙晉泉;鄧暉;章玉杰;張盼
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 朱楨榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于區(qū)間聯(lián)絡(luò)線能量預(yù)測的暫態(tài)穩(wěn)定緊急切機控制方法。

背景技術(shù)

合理、有效的暫態(tài)穩(wěn)定控制是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定防線的核心內(nèi)容?，F(xiàn)有的電力系統(tǒng)緊急控制通常采用事件驅(qū)動的控制技術(shù)：通過離線仿真或者在線預(yù)算方式得到對象電網(wǎng)在預(yù)想故障下的運行軌跡和穩(wěn)定性特征，從而制定針對性的控制措施，當(dāng)實際擾動發(fā)生后，通過事件匹配觸發(fā)相應(yīng)控制策略。該類方法具有簡單、快速、針對性強的特點，但控制的可靠性依賴于數(shù)值仿真的準(zhǔn)確性，且無法應(yīng)對預(yù)想故障外的意外事故。

隨著廣域量測技術(shù)的廣泛應(yīng)用，響應(yīng)驅(qū)動的暫態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)已成為可能。文獻(xiàn)一《運動穩(wěn)定性量化理論》(江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1999年)提出了擴展等面積法則，基于發(fā)電機功角量測進行系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)判別與控制。該方法機具有理性強、適用性好的優(yōu)點，但是嚴(yán)重依賴于全網(wǎng)發(fā)電機的廣域響應(yīng)，由于廣域信息的采集和處理存在不確定性時滯，這將嚴(yán)重影響暫態(tài)穩(wěn)定控制的時效性。

由于經(jīng)濟發(fā)展與能源分布的不平衡，大型互聯(lián)電網(wǎng)通常具有遠(yuǎn)距離、大容量輸電的特征。文獻(xiàn)二《基于受擾電壓軌跡的電力系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)判別：(二)算例分析》(電力系統(tǒng)自動化，2013年，第37卷第17期第58頁)指出：區(qū)域電網(wǎng)間聯(lián)系相對薄弱，系統(tǒng)暫態(tài)過程中區(qū)間聯(lián)絡(luò)線的受擾特征明顯，易成為振蕩中心。文獻(xiàn)三《基于網(wǎng)絡(luò)信息的暫態(tài)穩(wěn)定性定量分析——支路勢能法》(中國電機工程學(xué)報，2004年，第24卷第5期第1頁)研究表明：隨著暫態(tài)穩(wěn)定性的下降，系統(tǒng)的暫態(tài)勢能將集中于振蕩中心所在的主振蕩支路上，導(dǎo)致系統(tǒng)的同步運行在該支路“撕開”。在此基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)四《利用實測響應(yīng)信息的暫態(tài)功角失穩(wěn)實時判別方法》(中國電機工程學(xué)報，2013，第33卷第34期第171頁)提出一種失穩(wěn)判別方法：建立振蕩中心所在聯(lián)絡(luò)線功率及相角差相平面，以軌跡特征分析方法辨識系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。該方法主要針對互聯(lián)電網(wǎng)區(qū)間暫態(tài)失穩(wěn)特征，所需量測少。但是該方法僅進行了失穩(wěn)判別，并未涉及暫態(tài)穩(wěn)定控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供基于區(qū)間聯(lián)絡(luò)線能量預(yù)測的暫態(tài)穩(wěn)定緊急切機控制方法，具備所需量測少、計算效率高、針對性強的特點。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明提出的一種基于區(qū)間聯(lián)絡(luò)線能量預(yù)測的暫態(tài)穩(wěn)定緊急切機控制方法，包括以下步驟：

步驟A、緊急控制能量評估，當(dāng)判定系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)后，根據(jù)振蕩中心所在聯(lián)絡(luò)線量測數(shù)據(jù)，預(yù)估系統(tǒng)的完整暫態(tài)能量，并計算聯(lián)絡(luò)線調(diào)節(jié)功率；

步驟B、采集電網(wǎng)中各地區(qū)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速量測數(shù)據(jù)，定時計算發(fā)電機的暫態(tài)動能變化指標(biāo)，并刷新切機序位表；

步驟C、根據(jù)離線計算獲得的全網(wǎng)各發(fā)電機與聯(lián)絡(luò)線間的功率轉(zhuǎn)移分布因子，制定基于最小切機量的暫態(tài)穩(wěn)定控制策略；具體如下：

由步驟B得到切機序位表先后順序選取切機對象，并根據(jù)功率轉(zhuǎn)移分布因子估計切除多少發(fā)電機能夠滿足步驟A計算得到的聯(lián)絡(luò)線調(diào)節(jié)功率需求，滿足下式的最小切機方式，即為維持系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的最佳控制策略；

D₁P₁+D₂P₂+…+D_nP_n＞ΔP，

其中，P₁～P_n為切機序位表1～n的發(fā)電機有功功率，D₁～D_n為切機序位表1～n的發(fā)電機與聯(lián)絡(luò)線的功率轉(zhuǎn)移分布因子，n為所切除發(fā)電機總數(shù)，ΔP為聯(lián)絡(luò)線調(diào)節(jié)功率。

作為本發(fā)明所述一種基于區(qū)間聯(lián)絡(luò)線能量預(yù)測的暫態(tài)穩(wěn)定緊急切機控制方法進一步優(yōu)化方案，所述步驟A中，計算聯(lián)絡(luò)線調(diào)節(jié)功率，具體實現(xiàn)方法為：

根據(jù)相量測量單元實時獲取的振蕩中心所在聯(lián)絡(luò)線t時刻的有功功率P(t)和相角差θ(t)，t為任意采樣時刻；當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，聯(lián)絡(luò)線的有功功率即為機械功率：

P_m＝P(t_s)，

其中，t_s為系統(tǒng)穩(wěn)定時刻，P(t_s)為t_s時刻聯(lián)絡(luò)線的有功功率，P_m為機械功率且是恒定值；

根據(jù)采樣周期T，計算t時刻區(qū)間轉(zhuǎn)速偏差Δω(t)的離散值：