[發明專利]一種高精度同期預測算法

在審

• 申請號: 201711213669.9
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107967538A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 趙涌;彭文才;熊光亞;孫延嶺;徐方明;劉成俊;丁志宇;周霞;楊燁;郭壁壘;楊志高
• 申請（專利權）人: 南瑞集團有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 姚蘭蘭,董建林

技術領域

本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種高精度同期預測算法。

背景技術

同期是通過采集監測電力系統中一些實時量，并進行分析、預測同期合閘點，實現電源或電網以較小的沖擊并入另一電網。

準同期的目的是在斷路器并列操作時使沖擊電流盡可能小，對電網產生的擾動盡可能小，對發電機組的損傷盡可能小。

斷路器并列的理想條件為：1)兩電壓幅值相等；2)兩電壓角頻率相等；3)合閘瞬間的相角差為0。

但在實際運行中，這三個條件是很難同時滿足的，因此合閘條件相應調整為1)電壓幅值差小于允許值；2)頻率幅值差小于允許值；3)尋找最佳合閘點，保證發出合閘命令，經過導前時間t_dq，斷路器合閘時，兩電壓相角差φ＝0。

現有的同期點預測方法是在每一個工頻信號周期測取頻率信號與角頻差率ω_D，并在存儲器中保留一個時段的這些值，通過計算已知時段Δt、始末角頻差率ω_D的差值Δω_D得到ω_D的一階導數即dω_D/dt。同理也可以計算出ω_D的二階導數d²ω_D/dt²。這樣可以得到計算理想導前合閘角φ_dq的公式：

式中t_dq為導前時間，即斷路器合閘回路動作時間。

通過比較每個周期的實測相角差φ與預測值φ_dq，當兩值相近時，同步裝置即發合閘令，使待并側在零度左右合閘。

上述方式的優點是計算量小，易于實現。但該方式有明顯的缺點：

一是相角差算法較簡單，準確反映相角差曲線難度大，導致公式準確度差。準確計算角頻差率的一階導數與二階導數難度大，如果時段Δt較小，則很容易使dω_D/dt、d²ω_D/dt²出現大的偏差，如果時段Δt較大，dω_D/dt、d²ω_D/dt²又不能很好的反應機組的動態變化。

二是合閘精度低導致合閘沖擊大。對上述的方程求解，一般精度可達10ms級，這導致合閘時電網沖擊大。尤其隨著技術的進步，機組容量不斷增大，即使在相同的精度條件下，大容量機組合閘對電網的沖擊也會明顯增大。

三是不適合外部技術的發展趨勢。傳統的斷路器導前時間精度只有10ms級，因此上述技術使能滿足要求的。但隨著技術的進步與要求的提高，斷路器的導前時間已由以前的10ms級提高到目前的1ms級，這使得上述的技術已不能滿足外部斷路器的要求。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種高精度同期預測算法，該算法能充分利用所測數據，準確的建立與實測相角最符合的曲線，從而幫助在求解的過程中得到高精度的預測時間，提高合閘精度，減少合閘沖擊。

為實現上述目的，本發明提供了一種高精度同期預測算法，包括以下步驟：

步驟1、測量n+1個相角差之值，記錄每個測量時刻點x₀，x₁……x_n，每個相角差的測量值記為測量時刻點x與測量值的關系記為

步驟2、令函數

當m＝0時，令L₀(x)＝1

由上述公式可得：

L₁(x)＝x

......

將L_m(x)簡記為L_m

令

由上述公式我們可計算出(f，L₀)，(f，L₁)……(f，L_m)；

步驟3、由于

積分區間是[0，n+1]，在此做一個變換，將積分區間轉換為[-1，1]，令

其中，

由上兩式可得t_i的變化區間為[-1，1]，x_i的變化區間為[0，n]，這樣，我們可將以x為變量的表達式轉換為以t為變量的表達式，同時將以t為變量的表達式記為φ(t)，上述可寫為：