[发明专利]电力系统低频振荡实时控制方法

说明书

技术领域

本发明属电力系统及其自动化技术领域，更准确地说本发明涉及一种电力 系统低频振荡实时控制的方法。

背景技术

低频振荡是大区互联电网可能存在的问题之一。受监测技术和分析技术的 限制，目前对低频振荡的抑制措施主要包括安装电力系统稳定器、直流装置和 灵活交流装置的附加控制功能。系统的运行点一旦超出了控制器的设计范围就 有可能出现低频振荡现象。此时，调度员只能根据经验采取保守的控制措施， 而且有可能延误控制的时机。基于广域测量系统(WAMS)数据平台，低频振 荡在线分析功能可以得到系统的主导模式及设备分群信息，识别强相关的机组 并计算参与因子，但无法在线分析计算抑制振荡的控制措施。小干扰稳定性辅 助决策功能基于数据采集和监控系统(Supervisory Control And Data Acquisition， SCADA)量测和状态估计结果，可以提供提高弱阻尼模式的控制措施，但受状 态估计刷新速度和控制措施计算时间的限制，无法实现实时控制。另一方面， 计算的准确性受制于模型参数的准确性，一旦模型参数存在误差，则控制措施 可能无法有效地抑制低频振荡。通过确定小干扰稳定性分析得到的模式集中与 实测主导模式对应的模式，将小干扰辅助决策得到的控制措施应用于低频振荡 的实时控制；如果在小干扰稳定性分析得到的模式集中无法找到与实测主导模 式对应的模式，则通过匹配事先制定的离线策略表获取辅助决策信息。如此可 以同时保证控制措施的有效性和及时性。电力系统低频振荡实时控制方法可以 在检测到低频振荡发生时，实时给出控制措施并立即执行，对抑制低频振荡、 保障互联电力系统的稳定运行有着重大意义。

发明内容

本发明的目的是：在检测到电力系统发生低频振荡时，将小干扰辅助决策 得到控制措施或事先制定的离线策略表应用于低频振荡的实时控制，并给出机 组出力调整控制措施的实施方案。

本发明在获取状态估计结果数据后采用小干扰稳定性分析得到系统的弱阻 尼模式，计算将各弱阻尼模式的阻尼提高到不同档位值对应的控制措施，包括 机组出力调整和电力系统稳定器(Power System Stabilizator，PSS)投运等。根据 振荡中心的物理特征确定各弱阻尼模式的振荡中心，将系统在振荡中心处分为 两个独立网络，得到所有节点的分群信息。在检测到电力系统发生低频振荡时， 以实测主导模式的频率作为筛选条件，从前一时间断面的小干扰稳定性分析结 果中筛选出候选的模式集，根据实测的设备分群信息确定与实测主导模式对应 的模式。根据实测主导模式阻尼与临界安全阻尼门槛值的差值确定对应的控制 措施。如果在小干扰稳定性分析得到的模式集中无法找到与实测主导模式对应 的模式，则通过匹配事先制定的离线策略表获取辅助决策信息。最后，通过自 动发电控制系统(Automatic Generation Control，AGC)或者调度员遥控的方法 执行相应的控制策略。

具体地说，本发明是采取以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：

1)阻尼小于临界安全门槛值σ_thres的模式为弱阻尼模式，在线获取状态估计 结果、元件模型参数数据和PSS投退信息，采用给定范围的特征值计算得到电 网的弱阻尼模式；

2)分别计算将各弱阻尼模式的阻尼提高到不同档位值的控制措施，模式i当 前的阻尼为σ_i，0，将该模式的阻尼最大调整量Δσ_max.i分为N_i档，分别计算将σ_i，0提 高Δσ_max.i*j/N_i(j＝1，…，N_i)的控制措施，控制措施包括机组出力调整和PSS投 运等；

3)根据振荡中心的物理特征确定各弱阻尼模式的振荡中心，将电网在振荡 中心处分为两个独立网络，得到所有节点的分群信息；

4)在检测到电力系统发生低频振荡时，根据相量测量单元(Phasor Measurement Unit，PMU)实测的动态数据分析主导振荡模式，并确定电网的振 荡中心大致区域，对安装PMU的设备进行分群；

5)从小干扰稳定计算得到的弱阻尼模式中筛选出与实测主导模式对应的模 式；