[发明专利]一种电力系统三相短路故障临界切除时间的在线求取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线求取方法，具体涉及一种电力系统三相短路故障临界切除时间的在线求取方法。

背景技术

随着新能源的广泛接入，系统复杂性提高，对暂态稳定极限的求取越来越重要。当前暂态稳定分析的主要工具是直接法和时域仿真法。时域仿真法基于严格的数学模型和求解方法，能够精确反映大干扰（如三相短路故障）下系统的运行情况。直接法避开了时域仿真法的逐步积分过程，并且能够给出量化结果，在电力系统暂态稳定分析中有广泛应用。

三相短路故障临界切除时间（Ctitcal Clearing Time，CCT）是反映电力系统稳定极限的重要参数。采用直接法计算CCT时，计算精度低，并可能存在不收敛点。采用时域仿真法计算CCT时，需要多次循环，计算速度低。

时域仿真法采用详细模型和逐步积分（Step-By-Step，SBS）方法，可得到故障后系统的精确运行轨迹。该方法首先建立系统状态变量的微分方程及网络的代数方程（1），数学模型包括一次电网的数学描述（网络方程）和发电机、负荷、无功补偿、直流输电等一次设备和二次装置动态特性的数学描述（微分方程）以及各种可能发生的扰动方式和稳定措施的模拟等。然后以某一稳态的潮流计算结果作为初始状态，求解该联立方程组。

X·=F(X,Y)Y=G(X,Y)---(1);]]>

其中，对应法则F＝(f₁,f₂,..,f_n)^T，G＝(g₁,g₂,...,g_n)^T；为微分方程组求解的变量；Y＝(y₁,y₂,..,y_n)^T为代数方程组求解的变量。

用时域仿真法求取临界切除时间的传统方法，通常采用二分法逐步搜索的思想，并认为临界切除时间所在的位置即是系统的不返回点（NRP）。具体流程如下：

A、设定初始切除时间，t₀＝0s,t_e＝5s；

B、判断中间切除时间t_m＝(t₀+t_e)/2对应的系统稳定性；

C、若系统稳定则设定t₀＝t_m；反之，设定t_e＝t_m；

D、如此循环直至t₀-t_e在指定精度范围内。

其中：A中将二分法的初始搜索范围设为0-5秒，认为由于继电保护动作以及系统各类调节措施的实施，超出5秒的临界切除时间不影响系统稳定。B中暂态稳定判据采用功角判据，设定最大发电机功角差设为500度。

由于初值设置保守，收缩范围较大，采用该方法求取CCT循环次数较多，在大系统分析时将明显降低计算速度。

PEBS法假定在不稳定平衡点（UEP）附近势能变化比较平缓，因此可用持续故障的轨迹与PEBS相交的点来求出近似的不稳定平衡点（UEP）点。该方法无需计算相关不稳定平衡点（RUEP），只要构成相应的暂态能量函数，就可以较方便地计入复杂的元件模型，因此在计及复杂元件模型进行直接法暂态稳定分析时，被广泛采用。