[發明專利]一種暫態電壓安全緊急控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202211537886.4
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115864381A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 鄧卓明;郭知非;田寶燁;黃東啟;王嘉陽;蔡萬通;王彤;姚文峰;周保榮
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/16;H02J3/50;H02J3/46
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

本發明公開了一種暫態電壓安全緊急控制方法，包括：根據第一控制模型，調節系統機端電壓參考值以及容抗器節點電容器，以增大母線電壓值；當所述母線電壓值達到第一閾值時，根據第二控制模型，控制各個發電機的無功功率出力比重的方差在預設范圍內，以維持暫態電壓安全。本發明通過根據暫態過程中母線電壓的值將所述暫態過程分為兩個階段，在暫態過程開始時起，通過第一控制模型，使母線電壓快速恢復到相對較高的水平，從而逐漸趨近于第一閾值；當所述母線電壓達到第一閾值時，通過第二控制模型，均衡系統中各臺發電機的無功出力，避免暫態電壓穩定后，發電機無功功力過高，影響發電機壽命和影響系統運行，從而提高系統的經濟性。

技術領域

本發明涉及暫態電壓安全控制技術領域，尤其涉及一種暫態電壓安全緊急控制方法及裝置。

背景技術

電壓安全穩定劃分成暫態電壓安全和中長期電壓穩定。暫態電壓安全是指發生故障以后10s以內的時間尺度上的電壓安全穩定的問題。系統故障會引起部分節點母線電壓幅值大幅度下跌，進而導致感應電動機負荷轉差率升高，增大故障后的系統對無功功率的需求，即使在故障切除后仍然會引起母線電壓的大幅度振蕩和電壓恢復偏低、延遲恢復等問題。當負荷的母線電壓低于閾值時，感應電動機會出現堵轉，吸收的無功急劇上升，造成系統母線電壓進一步滑落，甚至引起系統崩潰。

在故障或擾動剛清除時，暫態電壓緊急控制的主要任務是盡可能用較小的控制代價保證暫態電壓的安全；在確保系統的安全運行后，緊急控制的主要任務是調整系統的運行狀況以便系統能夠更合理、經濟的運行。另一方面，作為電力系統的管理者，既要保證暫態電壓安全，同時也要考慮安全運行后的經濟性。在系統無功比較充足時，均衡發電機無功出力應成為首要考慮的目標；在系統無功比較缺乏，電壓水平普遍偏低的情況下，維持主導節點電壓應成為首要的考慮目標。否則，容易出現主次顛倒的問題，如在電壓水平已經達到要求的情況下仍然把維持主導節點電壓作為主要的控制目標，這顯然是不合理的。

現有的暫態電壓安全緊急控制方法，通過縮小主導節點電壓與參考值之間的偏差以及均衡系統中各臺發電機的無功出力等調整系統的運行狀況，以維持暫態電壓安全，并未考慮到電壓安全運行后的經濟性，及時對系統做出調整，從而造成系統無功功率過高，系統經濟性較低。

發明內容

本發明提供了一種暫態電壓安全緊急控制方法及裝置，以解決現有暫態電壓安全緊急控制方法中并未考慮到電壓安全運行后的經濟性，造成系統無功功率過高，系統經濟性較低的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種暫態電壓安全緊急控制方法，包括：

根據第一控制模型，調節系統機端電壓參考值以及容抗器節點電容器，以增大母線電壓值；

當所述母線電壓值達到第一閾值時，根據第二控制模型，控制各個發電機的無功功率出力比重的方差在預設范圍內，以維持暫態電壓安全。

本發明通過根據暫態過程中母線電壓的值將所述暫態過程分為兩個階段，在暫態過程開始時起，通過第一控制模型，迅速調節系統機端電壓參考值以及容抗器節點電容器，以使母線電壓快速恢復到相對較高的水平，從而逐漸趨近于第一閾值；當所述母線電壓達到第一閾值時，通過控制各個發電機的無功功率出力比重的方差在預設范圍內，均衡系統中各臺發電機的無功出力，避免暫態電壓穩定后，發電機無功功力過高，影響發電機壽命和影響系統運行，從而提高系統的經濟性。

進一步地，在所述根據第一控制模型，調節系統機端電壓參考值以及容抗器節點電容器，以增大母線電壓值之前，還包括：

通過時域仿真模擬暫態過程，獲取控制變量取值改變后受控量的數值變化；所述受控量包括發電機轉子角、母線電壓值和發電機的無功出力；

建立靈敏度矩陣模型，并計算所述暫態過程的母線電壓值小于第一閾值時的第一靈敏度矩陣，和所述暫態過程的母線電壓值大于第一閾值時的第二靈敏度矩陣；所述靈敏度矩陣模型包括受控量和控制變量的線性關系。