[發明專利]一種基于軌跡特征識別電力系統暫態失穩的方法及系統

有效

• 申請號: 202010431279.4
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111654038B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 馬世英;朱存浩;鄭超
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

1.一種基于軌跡特征識別電力系統暫態失穩的方法，所述方法包括：

獲取廣域測量系統WAMS同步測量的目標電力系統實時運行參數，并對同步測量的實時運行參數進行數字濾波處理；

通過保穩變換將目標電力系統等效為單機無窮大系統SMIB，根據等效的SMIB的實時運行參數，確定目標電力系統的擴展相軌跡；

所述確定目標電力系統的擴展相軌跡，包括：

根據等效的SMIB的同步功角值確定等效的SMIB的廣義角速度和廣義角加速度；

以角速度為橫坐標、角加速度為縱坐標生成目標電力系統的擴展相軌跡；

獲取擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值，實時提取目標電力系統的暫態穩定特征；

根據擴展相軌跡的暫態穩定判據，結合實時提取的暫態穩定特征，確定目標電力系統是否發生暫態失穩；

所述暫態穩定判據，具體為：

當目標電力系統故障后，廣義角速度＞0，廣義角加速度＜0且擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值＜0時，目標電力系統暫態穩定；

當目標電力系統故障后廣義角速度＞0，廣義角加速度＜0，擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值≥0，且滿足輔助判據時，或目標電力系統故障后第一擺廣義角速度＞0，廣義角加速度＞0，擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值＜0時，目標電力系統暫態失穩；

所述輔助判據為：

等效的SMIB機組不平衡功率ΔP構建的輔助判據，公式如下：

(ΔP″(t)·ΔP(t)-ΔP′(t)·ΔP′(t))＜0

其中，ΔP為WAMS實測機組t時刻的不平衡功率值、ΔP’(t)為CCCOI-RM變換后SMIB t時刻不平衡功率的一階導數和ΔP”(t)為CCCOI-RM變換后SMIB t時刻不平衡功率的二階導數。

2.根據權利要求1所述的方法，所述實時運行參數，包括：各機組同步功角偏差、各機組不平衡功率值和母線電壓相位差。

3.根據權利要求1所述的方法，所述數字濾波處理為平滑濾波處理和低通濾波處理。

4.權利要求1所述的方法，所述保穩變換為互補群群際慣量中心-相對運動CCCOI-RM變換。

5.一種基于軌跡特征識別電力系統暫態失穩的系統，所述系統包括：

預處理模塊，獲取廣域測量系統WAMS同步測量的目標電力系統實時運行參數，并對同步測量的實時運行參數進行數字濾波處理；

軌跡提取模塊，通過保穩變換將目標電力系統等效為單機無窮大系統SMIB，根據等效的SMIB的實時運行參數，確定目標電力系統的擴展相軌跡；

所述確定目標電力系統的擴展相軌跡，包括：

根據等效的SMIB的同步功角值確定等效的SMIB的廣義角速度和廣義角加速度；

以角速度為橫坐標、角加速度為縱坐標生成目標電力系統的擴展相軌跡；

特征提取模塊，獲取擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值，實時提取目標電力系統的暫態穩定特征；

判定模塊，根據擴展相軌跡的暫態穩定判據，結合實時提取的暫態穩定特征，確定目標電力系統是否發生暫態失穩；

所述暫態穩定判據，具體為：

當目標電力系統故障后，廣義角速度＞0，廣義角加速度＜0且擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值＜0時，目標電力系統暫態穩定；

當目標電力系統故障后廣義角速度＞0，廣義角加速度＜0，擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值≥0，且滿足輔助判據時，或目標電力系統故障后第一擺廣義角速度＞0，廣義角加速度＞0，擴展相軌跡切線在角加速度軸上的截距值＜0時，目標電力系統暫態失穩；

所述輔助判據為：

等效的SMIB機組不平衡功率ΔP構建的輔助判據，公式如下：

(ΔP″(t)·ΔP(t)-ΔP′(t)·ΔP′(t))＜0

其中，ΔP為WAMS實測機組t時刻的不平衡功率值、ΔP’(t)為CCCOI-RM變換后SMIB t時刻不平衡功率的一階導數和ΔP”(t)為CCCOI-RM變換后SMIB t時刻不平衡功率的二階導數。

6.根據權利要求5所述的系統，所述實時運行參數，包括：各機組同步功角偏差、各機組不平衡功率值和母線電壓相位差。