[發明專利]電力系統失步中心定位及振蕩中心追蹤系統及其方法

有效

• 申請號: 201710839777.0
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107526901B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 馬靜;宋宇博;王江天;李沛
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01R27/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發明屬于電力系統穩定分析技術領域，尤其涉及一種基于精準線路阻抗模型的失步中心定位及振蕩中心追蹤系統及其方法，以兩個發電機通過線路相連來構建二機等值系統模型，從而構建線路阻抗模型和測量阻抗模型；將線路阻抗模型以及測量阻抗模型描繪于同一阻抗復平面中，獲得系統阻抗曲線和測量阻抗軌跡圓；系統阻抗曲線和測量阻抗軌跡圓相交于O₀點定位為失步中心，系統阻抗曲線上任一點與O₀點連線所表示的相量均為該點在某時刻的測量阻抗，并確定失步中心出現時線路兩端發電機的功角差與180°的大小關系；在軌跡圓上功角差為δ的點確定的情況下，通過阻抗復平面圖求取全系統阻抗曲線上到該點距離最短的點，實現振蕩中心的定位及漂移追蹤。

技術領域

本發明屬于電力系統穩定分析技術領域，尤其涉及一種基于精準線路阻抗模型的失步中心定位及振蕩中心追蹤系統及其方法。

背景技術

隨著電網規模增大、運行方式多變，系統的動態特性愈加復雜。當電力系統發生嚴重故障時，系統功角穩定破壞后將導致失步振蕩，給電力設備造成巨大沖擊，甚至引起大范圍停電事故。基于兩機系統模型的失步中心及振蕩中心定位方法能夠準確定位失步震蕩中心，保障電網安全可靠運行。

目前，對系統失步振蕩中心定位方法主要分為基于本地信息與基于廣域信息兩大類，一類是基于本地信息進行失步振蕩中心定位，如基于P-Q-θ變化特征、基于Ucosφ和無功功率特征的方法，均能定位振蕩中心。另一類是基于廣域信息的振蕩中心定位方法，如基于振蕩能量的變化規律實現的振蕩中心定位方法。然而，關于振蕩的現有研究中假設條件過于理想，常常以全系統阻抗角一致為前提，而這在實際電網中往往無法滿足，研究全系統阻抗角不等對失步中心定位和振蕩中心遷移的影響是一個突破點。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出了一種基于精準線路阻抗模型的失步中心定位及振蕩中心追蹤系統及其方法。

系統包括順序相連的信息采集模塊、失步中心定位模塊、振蕩中心位置遷移追蹤模塊和失步振蕩中心位置輸出模塊；所述信息采集模塊用于采集二機等值系統中網絡結構參數、系統內發電機功角與轉速以及電壓幅值，并將采集數據發送至失步中心定位模塊；所述失步中心定位模塊利用信息采集模塊采集到的信息構建阻抗復平面，把測量阻抗軌跡與全系統阻抗曲線的交點定位為失步中心；并根據失步中心測量阻抗向量和最小幅值測量阻抗向量的相位關系，判別失步中心出現時，線路兩端發電機的功角差與180°的大小關系；所述振蕩中心位置遷移追蹤模塊用于兩機系統振蕩中心漂移路徑的追蹤與剖析；所述失步振蕩中心位置輸出模塊用于輸出失步中心位置和振蕩中心漂移路徑。

所述方法包括以下步驟：

步驟1：以兩個發電機通過線路相連來構建二機等值系統模型，從而構建線路阻抗模型和測量阻抗模型；

步驟2：將線路阻抗模型以及測量阻抗模型描繪于同一阻抗復平面中，獲得系統阻抗曲線和測量阻抗軌跡圓；

步驟3：系統阻抗曲線和測量阻抗軌跡圓相交于O₀點，系統阻抗曲線上任一點與O₀點連線所表示的相量均為該點在某時刻的測量阻抗，O₀點定位為失步中心，并確定失步中心出現時線路兩端發電機的功角差與180°的大小關系；

步驟4：在軌跡圓上功角差為δ的點確定的情況下，通過阻抗復平面圖求取全系統阻抗曲線上到該點距離最短的點，實現振蕩中心的定位及漂移追蹤。

所述二機等值系統模型的構建假設條件為：頻率沿線路均勻變化，不考慮中間負荷和電容電流的影響，兩側發電機電勢幅值保持不變。

所述步驟1具體包括：