[发明专利]电力系统失步振荡断面捕捉方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统失步振荡的振荡断面捕捉的方法，尤其是利用电网广域多点振荡信息确定振荡断面的新方法。应用于安全稳定与控制系统中对电力系统失步振荡断面的捕捉。

背景技术

电力系统在遭遇严重故障或多重性事故时可能失去同步，电力系统发生失步振荡时一定有一个振荡中心，当两端电压相位差从初始值逐步增加并超过180度，表明电网已经失步，且振荡中心位于两侧的母线之间。振荡中心一侧的同调机群频率高于平均频率，另外一侧同调机群的频率低于平均频率，如果假设两侧等值机组的电势近似相等，那么振荡中心的位置在系统阻抗的中点附近。掌握振荡中心的具体位置对确定系统的失步振荡模式、选择解列点至关重要。

由于电力系统的失步振荡中心可能不是落在一条联络线上，而是落在一个断面上，基于系统断面的判据更能适应复杂电网的要求，将系统按失步断面解列是一种有效的方法，它的优点是能根据不同的失步模式按不同的失步断面解列，保证解列后的系统内部不具有两个或两个以上的频率，以利于子系统的恢复。

轨迹解列判据：利用装置安装处采集到的电压和电流计算得到来代表振荡中心的电压，根据振荡中心电压的变化规律来区分失步振荡、同步振荡以及短路故障。

基于联络线潮流的解列判据：利用联络线电流变化量作为辅助判据，其优势在于：

(1)系统振荡时联络线上电流的变化幅度最大，而在振荡初始角度尚未摆开到一定度数时，联络线中电压变化却很小；

(2)联络线中电流的变化量与振荡或摇摆程度直接相关，受振荡中心位置的影响较小，而电压或策略阻抗的变化量不仅与振荡情况有关，还与振荡中心的位置密切相关，越靠近振荡中心，其幅值变化越大，越远离振荡中心，变化越小。

因此，利用电流的变化量作为失步解列辅助判据，具有较好的通用性。同时，对故障和系统失步这两种情况，线路电流变化规律有明显的差别。

随着电网规模的扩大和电网间联系的日益紧密，出现了现有振荡解列原理的不足之处：最多只能判别振荡中心的方向，而不能判别振荡中心的位置。这是所有分布安装装置所无法解决的问题，也是利用单一测点信息的失步判据原理的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力系统失步振荡的振荡断面捕捉方法，本发明能够准确、快速地判别出电力系统失步后振荡断面所在的位置。

本发明的技术方案如下：本发明的电力系统失步振荡断面捕捉方法，包括如下步骤：

1)选取电力系统中复杂断面的多个测量点，记录各个测量值最低电压U_i·min；

2)对各个测量点，实时监测各测量点是否发生失步振荡，并给出两端电压相位差从初始值逐步增加到180度此时间段内的最低电压信息；

3)根据下面条件，满足条件一和条件二或条件三时，判定该断面为振荡中心所在断面：

条件一：各测量点最低电压的最小值满足min{U_i·min}<U_set，其中U_set设定范围为[0.6,0.7]；

条件二：至少N-1个测量点判出失步振荡；

条件三：计算所有测量点的△I_m，并判断是否满足△I_m>△I_set,其中△I_m为振荡电流分量有效值的振幅，△I_set为振荡摇摆幅度的整定值。

上述步骤2)中，用判别原理实时监测各测量点是否发生失步振荡。

上述步骤1)中，选取电力系统中复杂断面的N个测量点。

上述步骤3)中，振荡摇摆幅度的整定值△I_set取线路三相短路电流稳态有效值与振荡前负载电流有效值的差值。

本发明首次综合电力系统复杂断面中的全局信息和就地信息，捕捉振荡断面，把基于单端量两机等值系统的判据转化为可以综合系统失步状态，在系统断面上应用的判据，仿真结果表明该系统断面判据能自动适应运行方式的变化，弥补单一判据的不足，能够及时、正确和有效地定位振荡中心所在断面。本发明的有益效果:

(1)本发明提出了一种适用于电力系统复杂断面的解列判据，综合系统实时状态，反映振荡中心电压变化的主判据和反映三相电流变化的辅助判据判断失步，可以防止因实际系统结构和运行方式可能带来的误判，可以更准确失步断面失步状态，协调配合解列装置，保证解列动作的可靠性；