[发明专利]基于起振特性的强迫振荡扰动源识别和解列方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统紧急调控技术领域，更准确地说，本发明涉及一种适用于电网发生强迫低频振荡时对扰动源识别而后进行扰动源解列的方法。

背景技术

随着电力系统网架结构的增强以及系统中各类阻尼控制装置的完善，目前传统的弱阻尼型低频振荡已经较少发生，强迫振荡成为目前低频振荡事故的主要形式。由于强迫振荡具有扰动源明确、扰动消除后系统振荡可自动平息的特点，因此定位扰动源并将扰动源从系统中解列，是抑制强迫振荡的有效手段。

随着广域监测系统(WAMS)在我国电网中的推广，高压、特高压母线已基本装有同步相角测量装置(PMU)，这使得快速定位扰动源成为可能。在强迫振荡扰动源定位方法的现有研究中，能量函数法是主要的发展方向之一。余一平等在《电力系统自动化》(2010,34(5)：1-6)发表了《基于能量函数的强迫功率振荡扰动源定位》，提出通过关键节点所连接支路的势能流入、流出节点情况可以在线判断扰动源的大致方位。胡伟等在高电压技术(2012,38(4)：1006-1011)发表了《基于耗散功率的区域电网强迫功率振荡扰动源定位》，选择势能变化率中的恒定分量作为判断势能流向的依据，其中定义耗散功率P_dis为：

该式中，A₁和分别为功率变化量幅值和变化量初始相角，A₂和分别为角频率变化量幅值和变化量初始相角。若P_dis为正，表示势能从线路首端传向线路末端；若P_dis为负，表示势能从线路末端流向首端。根据线路上势能的流向，可以判断出扰动源所在节点。该方法简化了能量函数法的判据，但仍受到PMU布点条件的限制。由于扰动源通常位于电压等级较低的机组或负荷，而PMU装置配备于电压等级较高的节点，当PMU测点无法覆盖扰动源所在厂站时，可能出现辨识出多个不相连的疑似扰动源所在区域。

而根据专利“引发强迫功率振荡的原动机扰动源定位方法”(ZL201110091805.8)公布的内容可知，强迫振荡具有起振阶段。由于电力网络中惯性环节的存在，距离扰动源电气距离较近的测点各测量起振相位要超前于距离扰动源电气距离较远的测点，该特性可用于扰动源定位依据。然而，由于强迫振荡的起振暂态过程比较短暂，该判据误差较大，使用条件较苛刻。

同时，国内外对电网的主动解列问题已进行了许多研究，但现有主动解列研究着眼于失步解列问题，对解列强迫振荡扰动源区域缺少研究。《电力系统安全稳定导则》(DL755-2001)中规定电网应分为若干个尽量发电与负荷平衡的供电分区，将扰动源位置与电网实际分区相匹配，解列断面即为该分区与余下电网间的联络线。然而，若该电网实际分区中，电能供需不平衡量过大，会造成不必要的电能损失。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术中识别扰动源和解列电网存在的问题，本发明将上述现有技术中识别扰动源的两种方法相结合，基于起振特性从多个疑似区域中识别出扰动源的正确位置，并结合扰动源解列的特点，提出适用于扰动源区域解列的断面调整规则，将扰动源所在位置作为初始孤岛，搜索孤岛的邻接节点对解列断面进行调整，以满足解列条件，达到主动解列扰动源的目的。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括如下步骤：

1)当系统发生强迫功率振荡时，以能量函数法计算PMU监测线路的势能流向；

若存在所有连接线路势能流向只出不入的某一节点，则将该节点作为扰动源，此时扰动源所在区域仅包含有该节点；

当PMU测点无法覆盖扰动源所在节点时，根据PMU监测线路的势能流向确定多个疑似的扰动源所在区域，计算各区域中PMU监测线路在起振阶段的相位，将相位最超前线路所连接的区域作为扰动源所在区域；

2)以扰动源所在区域与剩余系统之间的联络断面作为初始解列断面，若断面解列导致非扰动源区域形成孤岛，则将孤岛归入扰动源所在区域后重新确定初始解列断面；

如果以上确定的扰动源所在区域满足电能供需平衡的条件，则将初始解列断面作为扰动源所在区域解列方案，否则，将识别出的扰动源所在区域作为初始孤岛并对孤岛邻接节点进行搜索，调整联络断面直至满足电能供需平衡的条件且解列后余下电网连通，将调整后的联络断面线路作为扰动源所在区域解列方案。

上述技术方案的进一步特征在于：所述步骤1)具体包括以下步骤：