[发明专利]基于能量函数的换相序控制方法及系统

说明书

本发明公开一种基于能量函数的换相序控制方法及系统，该方法包括：对故障切除能量和临界能量的计算，并根据故障切除能量和临界能量大小判断是否需要进行换相序，若是，则进一步判断稳定平衡点功角和当前功角是否均满足换相序条件，若均满足换相序条件，则进行换相序；然后对换相序前后的能量差进行计算，再根据临界能量得到第一能量和值，并根据第一能量和值，确定系统是否稳定，若不稳定，重复换相序过程直至电力系统稳定。通过本发明上述方法在电力系统功角失稳至第二设定功角时，利用电力电子开关迅速进行相序切换，进而提高电力系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定控制技术领域，特别是涉及一种基于能量函数的换相序控制方法及系统。

背景技术

稳定性问题是交流输电系统的最大问题。随着电网规模扩大，区域互联不断增多，系统中各种不确定性运行变量与复杂扰动因素相互干扰、相互影响，极易造成联络线功率大幅摆动，显著增加了系统发生暂态失稳的概率，给系统安全稳定运行带来了极大的风险。当系统受到扰动失稳后，通常使用的紧急控制措施有切机、切负荷、低频减载以及失步解列等措施，这些措施的共同点在于一定程度上牺牲电网运行的完整性，另一方面，失步解列作为防止系统崩溃的最后一道防线，以牺牲电网完整性为代价来恢复系统稳定运行。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种基于能量函数的换相序控制方法及系统，以提高电力系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于能量函数的换相序控制方法，所述换相序控制方法包括：

获取故障切除时刻电力系统的状态，所述状态记为故障切除状态，所述故障切除状态包括故障切除功角和故障切除转速差；

根据所述故障切除状态，利用电力系统能量函数计算电力系统的故障切除能量；

采用暂态稳定分析方法对故障切除后的电力系统分析，确定稳定平衡点功角和不稳定平衡点功角；

根据所述不稳定平衡点功角，采用电力系统势能函数计算临界能量；

判断所述故障切除能量是否大于所述临界能量，得第一判断结果；

若所述第一判断结果表示是，判断所述稳定平衡点功角是否小于第一设定功角，得第二判断结果；

若所述第二判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第一当前功角，并判断所述第一当前功角是否为第二设定功角，得第三判断结果；

若所述第三判断结果表示是，则对电力系统进行第一次换相序，所述第一次换相序后瞬间所述第一当前功角为第二设定功角减去2π/3；

根据所述第二设定功角，利用电力系统能量函数确定第一次换相序前和第一次换相序后电力系统能量差，记为第一能量差；

对所述临界能量和所述第一能量差进行求和，得到第一能量和值；

判断所述故障切除能量是否大于所述第一能量和值，得第四判断结果；

若所述第四判断结果表示否，则电力系统稳定，换相序结束；

若所述第四判断结果表示是，则获取当前电力系统的当前功角，记为第二当前功角，并判断所述第二当前功角是否为第二设定功角，得第五判断结果；

若所述第五判断结果表示是，则对电力系统进行第二次换相序，所述第二次换相序后瞬间所述第二当前功角为第二设定功角减去2π/3；

对所述第一能量和值和所述第一能量差进行求和，得到第二能量和值，跳转至步骤“判断所述故障切除能量是否大于第一能量和值，得第四判断结果”，直至电力系统稳定。

可选的，所述第一设定功角为其中，δ_h表示第二设定功角。