[發明專利]計及線路兩端跳閘時間差的動態安全域實用快速算法

有效

• 申請號: 201710787333.7
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107508289B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 劉懷東;方偉;王錦橋;秦婷;馮志強
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02H7/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 吳學穎

本發明公開了一種計及線路兩端跳閘時間差的動態安全域實用快速算法：確定計及故障切除時間差的動態安全域，采用擬合法計算出基準超平面系數；故障切除時間下的超平面線性關系表達式：a₀·y₀^T＝1＝kτ₀+c、a₀·y_m＝kτ_m+c；由以上兩個公式計算出系數k和c，則任一故障情況(τ₁,τ_m)下的超平面系數按以下公式計算：本發明研究故障線路兩端不同時跳閘對PDSR的影響，對安全邊界與穩定極限的精確確定提出更高的要求，保證系統的安全性和經濟性；在誤差允許范圍內簡化求解PDSR過程，減少求解時間。

技術領域

本發明屬于電力系統安全穩定運行與控制領域，更具體的說，是涉及一種計及線路兩端跳閘時間差的動態安全域實用快速算法。

背景技術

電力系統故障時有發生，而繼電保護裝置能夠及時找出故障并切除，其特點是選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。絕大多數情況下，故障的切除都是由主保護完成的，有統計數據顯示2015年，冀北電網220kV及以上電壓等級交流系統共發生一次設備故障138次，主保護快速切除故障138次，故障快速切除率為100％^[1]。220kV及以上線路主保護為縱聯保護^[2]，本文研究220kV及以上線路，所考慮的故障切除時間為縱聯保護切除故障時間。

傳統的電力系統安全穩定分析方法，往往針對既定故障切除時間的場景進行分析。而在電力系統運行實際中，繼電保護的動作時間是在整定值附近的隨機變量，線路兩側的跳閘動作存在時間差^[3]-[7]。當計及故障后線路兩端不同時跳閘時，系統的穩定極限和安全邊界會發生多大的變化，該問題至今尚未見到相關報道。尤其是近年來，隨著國民經濟的迅猛發展，社會用電需求不斷增長，為保證系統的安全性和經濟性，對安全邊界與穩定極限的精確確定提出了更高的要求。因此，研究線路不同時跳閘具有一定的理論價值與現實意義。

近年來，動態安全域(Dynamic Security Region，DSR)理論得到了長足發展^[8]-[13]。它從域的角度出發考慮問題，描述系統整體可安全穩定運行的區域，為考慮故障線路兩端不同時跳閘對系統安全穩定性的影響提供了嶄新的視角和方法。安全域(security region，SR)的方法是在逐點法的基礎上發展而來，而動態安全域考慮的是事故前的注入功率空間在發生事故后能保證系統暫態穩定的全部點集，并發展出了實用動態安全域(practical dynamic security region，PDSR)^[8]。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供了一種計及線路兩端跳閘時間差的動態安全域實用快速算法，研究故障線路兩端不同時跳閘對PDSR的影響，填補之前研究的空白；對安全邊界與穩定極限的精確確定提出更高的要求，保證系統的安全性和經濟性；根據所得經驗規律，在誤差允許范圍內簡化求解PDSR過程，減少求解時間。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種計及線路兩端跳閘時間差的動態安全域實用快速算法，包括以下步驟：

(1)確定計及故障切除時間差的動態安全域，采用擬合法計算出基準超平面系數，具體過程：

電力系統運行狀態方程為：

其中，τ₁為近故障點故障切除時間，τ₂為遠故障點故障切除時間，f(·)為潮流方程，i為事故發生前結構，F₁、F₂為事故發生中結構，j為事故發生后結構；