[發明專利]基于能量函數的換相序控制方法及系統

有效

• 申請號: 201911029092.5
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110571809B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 黃少鋒;李慧;高琦;郭日澤;伍葉凱;張月品;趙月;李軼凡
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明公開一種基于能量函數的換相序控制方法及系統，該方法包括：對故障切除能量和臨界能量的計算，并根據故障切除能量和臨界能量大小判斷是否需要進行換相序，若是，則進一步判斷穩定平衡點功角和當前功角是否均滿足換相序條件，若均滿足換相序條件，則進行換相序；然后對換相序前后的能量差進行計算，再根據臨界能量得到第一能量和值，并根據第一能量和值，確定系統是否穩定，若不穩定，重復換相序過程直至電力系統穩定。通過本發明上述方法在電力系統功角失穩至第二設定功角時，利用電力電子開關迅速進行相序切換，進而提高電力系統的穩定性。

技術領域

本發明涉及電力系統穩定控制技術領域，特別是涉及一種基于能量函數的換相序控制方法及系統。

背景技術

穩定性問題是交流輸電系統的最大問題。隨著電網規模擴大，區域互聯不斷增多，系統中各種不確定性運行變量與復雜擾動因素相互干擾、相互影響，極易造成聯絡線功率大幅擺動，顯著增加了系統發生暫態失穩的概率，給系統安全穩定運行帶來了極大的風險。當系統受到擾動失穩后，通常使用的緊急控制措施有切機、切負荷、低頻減載以及失步解列等措施，這些措施的共同點在于一定程度上犧牲電網運行的完整性，另一方面，失步解列作為防止系統崩潰的最后一道防線，以犧牲電網完整性為代價來恢復系統穩定運行。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種基于能量函數的換相序控制方法及系統，以提高電力系統的穩定性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于能量函數的換相序控制方法，所述換相序控制方法包括：

獲取故障切除時刻電力系統的狀態，所述狀態記為故障切除狀態，所述故障切除狀態包括故障切除功角和故障切除轉速差；

根據所述故障切除狀態，利用電力系統能量函數計算電力系統的故障切除能量；

采用暫態穩定分析方法對故障切除后的電力系統分析，確定穩定平衡點功角和不穩定平衡點功角；

根據所述不穩定平衡點功角，采用電力系統勢能函數計算臨界能量；

判斷所述故障切除能量是否大于所述臨界能量，得第一判斷結果；

若所述第一判斷結果表示是，判斷所述穩定平衡點功角是否小于第一設定功角，得第二判斷結果；

若所述第二判斷結果表示是，則獲取當前電力系統的當前功角，記為第一當前功角，并判斷所述第一當前功角是否為第二設定功角，得第三判斷結果；

若所述第三判斷結果表示是，則對電力系統進行第一次換相序，所述第一次換相序后瞬間所述第一當前功角為第二設定功角減去2π/3；

根據所述第二設定功角，利用電力系統能量函數確定第一次換相序前和第一次換相序后電力系統能量差，記為第一能量差；

對所述臨界能量和所述第一能量差進行求和，得到第一能量和值；

判斷所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判斷結果；

若所述第四判斷結果表示否，則電力系統穩定，換相序結束；

若所述第四判斷結果表示是，則獲取當前電力系統的當前功角，記為第二當前功角，并判斷所述第二當前功角是否為第二設定功角，得第五判斷結果；

若所述第五判斷結果表示是，則對電力系統進行第二次換相序，所述第二次換相序后瞬間所述第二當前功角為第二設定功角減去2π/3；

對所述第一能量和值和所述第一能量差進行求和，得到第二能量和值，跳轉至步驟“判斷所述故障切除能量是否大于第一能量和值，得第四判斷結果”，直至電力系統穩定。

可選的，所述第一設定功角為其中，δ_h表示第二設定功角。