[发明专利]预测失步状况的存在的方法

说明书

在电力系统稳定性领域中提供一种用于预测电力系统(10)中存在失步状况(54)的方法，所述电力系统包括多个发电机(12、14、16、18)，所述方法包括以下步骤：(a)获得所述多个发电机中(12、14、16、18)中的一个个体发电机的转子角(δ_k)与所述多个发电机(12、14、16、18)中的其余发电机的惯性中心的等效转子角之间的差值(b)处理所述差值以确定所述差值是否预测将达到预定义参考阈值(δ_threshold)；以及(c)如果所述差值预测将达到所述预定义参考阈值(δ_threshold)，则预测所述电力系统(10)中存在所述失步状况(54)。

技术领域

本发明涉及一种预测电力系统中的失步状况的存在的方法。

背景技术

电力系统稳定性对于这些系统的安全操作而言至关重要。一种不稳定形式是由于电力系统内的个体发电机与电力系统中的其余发电机之间发生不稳定振荡而引起的，并且导致所述个体发电机与电力系统失步。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于预测电力系统中的失步状况的存在的方法，所述电力系统包括多个发电机，所述方法包括以下步骤：

(a)获得所述多个发电机中的一个个体发电机的转子角与所述多个发电机中的其余发电机的惯性中心的等效转子角之间的差值(differential value)；

(b)处理所述差值以确定所述差分值是否预测将达到预定义参考阈值；以及

(c)如果所述差值预测将达到所述预定义参考阈值，则预测所述电力系统中存在失步状况。

差值的获取将建立电力系统的动态等效，其中会考虑电力系统拓扑结构和操作状态的变化，并且因此允许检测和预测失步状况，而不需要建立所述电力系统的动态数学模型。

对所述动态模型的依赖是不可取的，因为它们通常难以实时准确地反映电力系统的物理特性，尤其是当所述电力系统遭受若干级联故障时。结果，所述动态模型本身以及其中使用的参数通常都是不准确的，因此它们在检测和预测失步状况时会产生显著误差和相应的不良性能。

优选地，在步骤(a)中获得所述多个发电机中的其余发电机的惯性中心(thecenter ofinertia)的等效转子角(equivalent rotor angle)，方法是计算整个电力系统的惯性中心的转子角并且通过考虑所述个体发电机的所述转子角从中推导出所述等效转子角。

视情况而定，所述整个电力系统的惯性中心的转子角由中央控制单元计算并且随后传输到每个发电机的本地控制单元，并且每个本地控制单元从所述整个电力系统的惯性中心的计算所得转子角中推导出对应的所述等效转子角。

与使例如每个发电机的本地控制单元来计算所述多个转换器中的其余转换器的惯性中心的等效转子角相比，上述步骤使电力系统内的处理开销和通信负担减小。

所述中央控制单元可以接收来自每个发电机的带时间戳数据(time-stampeddata)以允许计算整个电力系统的惯性中心的转子角，并且所述整个系统的惯性中心的计算所得转子角可以随同步时间戳一起传输到每个发电机的本地控制单元。

所述步骤通过提供中央控制单元和每个发电机的本地控制单元的协同操作来便于分配上述数据处理。

在本发明的优选实施例中，处理所述差值以确定所述差值是否预测将超出预定义参考阈值的步骤(b)包括：

(d)检测所获得差值的波动程度；以及

(e)如果所述波动程度超出波动阈值，则将所获得差值拟合到曲线。

只有当所获得值的波动程度超出阈值时才将所获得的差值拟合到曲线可在所获得差值平滑到足以指示不存在不稳定风险，即当前不会发生失步状况时有效避免执行后续步骤。