專利名稱：電力系統(tǒng)失步振蕩判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用相角差原理進(jìn)行電力系統(tǒng)失步振蕩判別的新方法，應(yīng)用于安全穩(wěn) 定控制系統(tǒng)中在系統(tǒng)失步時(shí)的判別。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)在遭遇嚴(yán)重故障或多重性事故時(shí)可能失去同步，如果沒有及時(shí)采取有效 措施，事故將要擴(kuò)大，甚至出現(xiàn)大面積停電的嚴(yán)重后果。隨著國(guó)內(nèi)電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展，大 區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)陸續(xù)出現(xiàn)，電網(wǎng)在失步過程中失步斷面的組成更加復(fù)雜。目前大量應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)工程實(shí)踐中的振蕩解列裝置原理主要有視在阻抗 軌跡解列判據(jù)、ucoscp軌跡解列判據(jù)以及電壓與電流之間相位角解列判據(jù)，其基本原理分別 簡(jiǎn)述如下(1)視在阻抗循序判別原理的失步判據(jù)，該方法是通過測(cè)量阻抗的變化軌跡，得出 相應(yīng)的失步判據(jù)。根據(jù)阻抗變化軌跡區(qū)分失步振蕩、同步振蕩以及及短路故障。這種原理 從理論上講直接反應(yīng)的是兩個(gè)等值機(jī)組之間功角的變化。(2) uC0S<p判別原理的失步判據(jù)，該方法是利用裝置安裝處采集到的電壓和電流計(jì) 算得到UC0S(p來代表振蕩中心的電壓，根據(jù)振蕩中心電壓的變化規(guī)律來區(qū)分失步振蕩、同步 振蕩以及短路故障。該判據(jù)能夠反映系統(tǒng)失步過程中的最低電壓變化，可以比較準(zhǔn)確的判 斷出系統(tǒng)是否失步，并且判據(jù)方法簡(jiǎn)單明確，能夠適應(yīng)系統(tǒng)不同的運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)變化。(3)電壓與電流直流相位角振蕩解列判據(jù)，該方法是利用裝置安裝處采集到的視 在阻抗角的變化軌跡判斷系統(tǒng)的失步特征。該判據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠判斷出失步中心的位置 方向，能可靠地區(qū)分異步振蕩和同步振蕩，適應(yīng)復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和多變的運(yùn)行方式，整定方 便。目前的主要失步判別方法的均有以下不足之處(1)依賴電流電壓等電氣量進(jìn)行判別，對(duì)于系統(tǒng)本身的運(yùn)行方式、潮流大小有一定 的依賴作用，有的判別方法的判別結(jié)果甚至受到故障的影響，需要修改定值或采取其他輔 助措施。在此情況下，如果能盡可能少地依賴電氣量，獨(dú)立判別失步，不受系統(tǒng)故障、運(yùn)行方 式、潮流大小的影響，勢(shì)必能可靠地保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定，方便實(shí)際運(yùn)行。(2)對(duì)某些大型電力系統(tǒng)，一旦發(fā)生失步，其振蕩中心同時(shí)位于多條聯(lián)絡(luò)線上，形 成了失步振蕩斷面，要對(duì)這樣的系統(tǒng)實(shí)施失步解列，采用分散布置的失步解列裝置需要的 布點(diǎn)較多，且協(xié)調(diào)配合具有一定的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于電壓相角差原理的電力系統(tǒng)失步振蕩判別方法， 尤其對(duì)于復(fù)雜電網(wǎng)的失步判別，能夠準(zhǔn)確、快速地判別系統(tǒng)是否失步。本發(fā)明所提供的判別方法如下電力系統(tǒng)失步振蕩判別方法，選取電力系統(tǒng)中任 意二個(gè)測(cè)量點(diǎn)，取測(cè)量點(diǎn)的正序電壓相位作為測(cè)量點(diǎn)相位，任意二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的相角差作為比相區(qū)間( 即二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的區(qū)間)的相角差，其特征是將比相區(qū)間的相角差的變 化范圍分為如下7個(gè)區(qū)0 區(qū)-60° 60° 之間，1 區(qū)60° 90° 之間，2 區(qū)90° 135° 之間，3 區(qū)135° 180° 之間，4 區(qū)180° 225° 之間，5 區(qū)225° 270° 之間，6 區(qū)270° 300° (-60° )之間，若該比相區(qū)間相角差變化軌跡滿足變化規(guī)律a或變化規(guī)律b，則判定該比相區(qū)間 內(nèi)發(fā)生失步振蕩變化規(guī)律a 相角差的變化規(guī)律為0-1-2-3-4-5-6-0區(qū)往復(fù)循環(huán)；變化規(guī)律b 相角差的變化規(guī)律為0-6-5-4-3-2-1-0區(qū)往復(fù)循環(huán)。(1)數(shù)據(jù)同步原理介紹在所有選定測(cè)點(diǎn)當(dāng)中，挑選一個(gè)測(cè)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)同步的基準(zhǔn)，向其他測(cè)點(diǎn)發(fā)送帶時(shí) 標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，其他測(cè)點(diǎn)接收到基準(zhǔn)點(diǎn)的同步數(shù)據(jù)信息之后，調(diào)整本身的數(shù)據(jù)采集的時(shí)刻， 保證本測(cè)點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)同步。這樣即可獲得同步的數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ) 計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的電壓相位信息。(2)相角差原理介紹電力系統(tǒng)失步時(shí)，一般可等效成兩個(gè)機(jī)群來分析，用

圖1所示兩機(jī)等值系統(tǒng)來闡 述相角差的失步解列判據(jù)的基本原理。在分析中采用下列假設(shè)條件(a)兩等值機(jī)電勢(shì)分別為EM和EN，且假定兩等值電勢(shì)幅值相等。(b)系統(tǒng)等值阻抗角為90°。(c)從EM到EN阻抗均勻分布取EN為參考向量，使其相位角為0°，幅值為1，M側(cè)系統(tǒng)等值電勢(shì)EM的初始相角 設(shè)定為δ 0，則可得兩系統(tǒng)功角為δ = Δ co*t+ δ 0其中Δ ω為兩側(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速差，假設(shè)其恒定；t為時(shí)間變量；δ 0定義如上所述。根據(jù)假設(shè)條件，振蕩中心的位置位于EM與EN的阻抗中點(diǎn)且固定不變，設(shè)振蕩中心 電壓為Uc，取聯(lián)絡(luò)線上的兩點(diǎn)1和2，其電壓分別為Ul和U2。Ul與參考向量EN的夾角為 θ 1，U2與EN的夾角為θ 2，EM到Ul的阻抗與Ul到EN的阻抗之比為al，EM到U2的阻抗 與U2到EN的阻抗之比為a2。一般的，取聯(lián)絡(luò)線上的任意一點(diǎn)作為裝置安裝處，其電壓為 U，U與參考向量EN的夾角為θ，EM到U的阻抗與U到EN的阻抗之比為α，夾角θ的表達(dá) 式為
權(quán)利要求
電力系統(tǒng)失步振蕩判別方法，選取電力系統(tǒng)中任意二個(gè)測(cè)量點(diǎn)，取測(cè)量點(diǎn)的正序電壓相位作為測(cè)量點(diǎn)相位，這任意二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的相角差作為比相區(qū)間(即二個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的區(qū)間)的相角差，其特征是將比相區(qū)間的相角差的變化范圍分為如下7個(gè)區(qū)0區(qū) 60°～60°之間，1區(qū)60°～90°之間，2區(qū)90°～135°之間，3區(qū)135°～180°之間，4區(qū)180°～225°之間，5區(qū)225°～270°之間，6區(qū)270°～300°( 60°)之間，若該比相區(qū)間相角差變化軌跡滿足變化規(guī)律a或變化規(guī)律b，則判定該比相區(qū)間域發(fā)生失步振蕩變化規(guī)律a相角差的變化規(guī)律為0 1 2 3 4 5 6 0區(qū)往復(fù)循環(huán)；變化規(guī)律b相角差的變化規(guī)律為0 6 5 4 3 2 1 0區(qū)往復(fù)循環(huán)。
全文摘要
電力系統(tǒng)失步振蕩判別方法，選取電力系統(tǒng)中任意二個(gè)測(cè)量點(diǎn)，取測(cè)量點(diǎn)的正序電壓相位作為測(cè)量點(diǎn)相位，兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的相角差作為比相區(qū)間(即兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的區(qū)間)的相角差，其特征是在振蕩中心所在的區(qū)間兩側(cè)電壓相角差的變化軌跡上，將相角差的變化范圍分為7個(gè)區(qū)，若比相區(qū)間相角差變化軌跡滿足一定的變化規(guī)律，則判定兩個(gè)測(cè)點(diǎn)之間的區(qū)域發(fā)生失步振蕩。本發(fā)明擺脫了系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，可以獨(dú)立判別系統(tǒng)失步，實(shí)用簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01R25/00GK101963643SQ20091018174
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者任祖怡, 俞秋陽(yáng), 吳小辰, 孫光輝, 柳勇軍, 竇乘國(guó), 陳松林 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司;中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心