[发明专利]一种基于应用补偿阻抗原理判断失步解列的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力领域自动控制方法，尤其是涉及一种基于应用补偿阻抗原理判断失步解列的设计方法。

背景技术

随着特高压电网的建设，各区域电网之间的联系大大加强，稳定特性更加复杂，迫切需要深入研究极端紧急情况下的电网解列控制技术，包括传统解列判据的适应性研究、不同断面解列的协调控制技术研究、解列控制新判据的研究等。

传统判据设计的解列控制方案存在着较多的问题。(1)判据仅能反映一类或几类失步特性，多数判据还不完善；(2)现在大多数判据都是针对两机系统，对于多频失步振荡，判据可能失效，严重时可能使系统稳定情况更加恶化；(3)复杂电力系统中，装置的参数整定非常困难，甚至无法整定；(4)在系统中的多套解列装置之间的配合困难。因为这些判据都是采用就地量进行判断的，在大电网互联的情况下，相邻站点间的失步解列装置配合较为困难，即使有辅助判据判断动作区范围，也是定性的判断，大都只能靠通过延长动作时间弥补这种不足。因而，复杂电力系统中，基于本地量的失步解列判据很难同时满足快速性和选择性。

如何有效地将远方电气量与就地电气量结合，正确地描述和检测系统振荡现象，是一个值得深入研究的课题。另外，即使对于失步解列的研究也多集中于在振荡中心所在联络线上实施解列。一般，系统失步时必须在振荡中心实施解列，传统的失步解列装置都以能够准确判断出振荡中心为控制动作的必要条件。但随着我国全国联网的巨型电力系统的形成，以及特高压电网的建设，原来弱联系的区域电网，电气联系日益紧密，振荡中心往往不在联络断面上，这就使得失步解列装置的配置，以及参数的整定都会带来新的挑战。实际电网运行中，已发生了将不处于振荡中心的联络线解列后有效地平息了系统功率振荡的情况。联络线处于非振荡中心时的解列控制问题迫切需要研究。

目前广为应用的相量测量技术是解决大区互联电网失步解列控制问题的重要方法，但由于种种原因，目前广域相量测量技术尚未应用于电网实时控制中，主要还是应用在电网分析和监测领域。但是直观来看，基于线路两端母线电压相量的失步解列判据可以准确识别失步振荡的中心是否位于本线路上，从而可以保护线路的全长。由于其具有明确的保护范围，因而能够解决复杂系统中相邻站点间失步解列装置的配合问题。

目前，如何获得基于线路两端母线电压相量主要方法有2种，第一种方法是采用补偿原理，目前在工程中已有采用，简单的说就是根据事先整定的线路阻抗值，根据本侧的母线电压和线路电流相量，获得对侧的母线电压相量。第二种方法是采用PMU(Phasor Measurement Unit)相量测量装置，通过同步时标和快速通信系统，同时获得线路两侧的母线电压相量。两种方法各有优缺点，前者装置实现简单、可靠，单侧判断，不涉及通信系统，符合第三道防线可靠性的要求，但由于涉及事先的阻抗整定，对电网结构变化的适应性不够，而且在某些网络中，精确的阻抗值也很难计算得到；后者由于是实时计算得到线路两侧电压相量，对电网结构适应能力强，没有需要整定的定值，但装置实现复杂，需双侧安装，对同步时标要求高，对快速通信系统要求高，一旦发生通信事故或同步时钟失效事故，将导致装置完全退出，不满足第三道防线可靠性要求。

如果能够综合上述两种方法的优点，将为解决现有大区互联电网的失步解列控制问题提供一条有效的技术出路。

发明内容

1、发明目的

本发明的目的是：自动获得线路的实时等值阻抗数值，并根据此实时等值阻抗作为线路补偿阻抗值，运用基于补偿阻抗原理判断失步解列方法，自动识别联络线两侧的电力系统是否处于失步振荡状态，失步振荡中心是否处于本线路上，并相应地开放或闭锁失步解列控制动作的执行。

2、技术方案

为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的。该技术方案包括下列步骤：

(1)安装在线路两侧具有同步时钟的失步解列装置，使用其中的测量模块实时测量得到线路两侧统一时标下的母线电压相量V1、V2和线路电流相量I1、I2；

(2)通过失步解列装置本身的高速通信模块及电力系统的高速通信网，两侧失步解列装置交换采集到的带时标的母线电压相量V1、V2和线路电流相量I1、I2；

(3)实时计算线路等值阻抗Z＝2(V1-V2)/(I1+I2)，根据计算得到的线路等值阻抗Z，保存作为线路的补偿阻抗Z_L；

(4)如果通信正常，就一直刷新此补偿阻抗值Z_L；如果通信异常，则将通信正常时保存的最后线路等值阻抗Z作为此线路补偿阻抗值Z_L；