基于起振特性的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源識(shí)別和解列方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于起振特性的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源識(shí)別和解列方法，屬于電力系統(tǒng)緊急調(diào)控【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明將強(qiáng)迫振蕩的起振特性與擾動(dòng)源定位能量函數(shù)法相結(jié)合，從多個(gè)疑似擾動(dòng)源區(qū)域中識(shí)別出正確位置，如擾動(dòng)源區(qū)域滿足電能供需平衡的條件且非擾動(dòng)源區(qū)域中不存在孤島，即可解列擾動(dòng)源所在區(qū)域與系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)斷面線路；否則將識(shí)別出的擾動(dòng)源所在區(qū)域作為初始孤島并對(duì)孤島鄰接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行搜索，調(diào)整聯(lián)絡(luò)斷面直至滿足電能供需平衡且解列后余下電網(wǎng)連通的條件。本發(fā)明解決了強(qiáng)迫振蕩控制的擾動(dòng)源定位的難題，利用本發(fā)明方法可以在檢測(cè)到振蕩發(fā)生時(shí)實(shí)時(shí)給出解列控制措施，對(duì)抑制振蕩、保障互聯(lián)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重大意義。
【專利說明】基于起振特性的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源識(shí)別和解列方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)緊急調(diào)控【技術(shù)領(lǐng)域】，更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及一種適用于電 網(wǎng)發(fā)生強(qiáng)迫低頻振蕩時(shí)對(duì)擾動(dòng)源識(shí)別而后進(jìn)行擾動(dòng)源解列的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)以及系統(tǒng)中各類阻尼控制裝置的完善，目前傳統(tǒng)的 弱阻尼型低頻振蕩已經(jīng)較少發(fā)生，強(qiáng)迫振蕩成為目前低頻振蕩事故的主要形式。由于強(qiáng)迫 振蕩具有擾動(dòng)源明確、擾動(dòng)消除后系統(tǒng)振蕩可自動(dòng)平息的特點(diǎn)，因此定位擾動(dòng)源并將擾動(dòng) 源從系統(tǒng)中解列，是抑制強(qiáng)迫振蕩的有效手段。
[0003] 隨著廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（WAMS)在我國電網(wǎng)中的推廣，高壓、特高壓母線已基本裝有 同步相角測(cè)量裝置（PMU)，這使得快速定位擾動(dòng)源成為可能。在強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源定位方 法的現(xiàn)有研究中，能量函數(shù)法是主要的發(fā)展方向之一。余一平等在《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》 (2010, 34(5) :1-6)發(fā)表了《基于能量函數(shù)的強(qiáng)迫功率振蕩擾動(dòng)源定位》，提出通過關(guān)鍵節(jié) 點(diǎn)所連接支路的勢(shì)能流入、流出節(jié)點(diǎn)情況可以在線判斷擾動(dòng)源的大致方位。胡偉等在高 電壓技術(shù)（2012, 38 (4) :1006-1011)發(fā)表了《基于耗散功率的區(qū)域電網(wǎng)強(qiáng)迫功率振蕩擾動(dòng) 源定位》，選擇勢(shì)能變化率中的恒定分量作為判斷勢(shì)能流向的依據(jù)，其中定義耗散功率P dis 為：
[0004]

【權(quán)利要求】
1. 基于起振特性的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源識(shí)別和解列方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)迫功率振蕩時(shí)，以能量函數(shù)法計(jì)算PMU監(jiān)測(cè)線路的勢(shì)能流向； 若存在所有連接線路勢(shì)能流向只出不入的某一節(jié)點(diǎn)，則將該節(jié)點(diǎn)作為擾動(dòng)源，此時(shí)擾 動(dòng)源所在區(qū)域僅包含有該節(jié)點(diǎn)； 當(dāng)PMU測(cè)點(diǎn)無法覆蓋擾動(dòng)源所在節(jié)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)PMU監(jiān)測(cè)線路的勢(shì)能流向確定多個(gè)疑似 的擾動(dòng)源所在區(qū)域，計(jì)算各區(qū)域中PMU監(jiān)測(cè)線路在起振階段的相位，將相位最超前線路所 連接的區(qū)域作為擾動(dòng)源所在區(qū)域； 2) 以擾動(dòng)源所在區(qū)域與剩余系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)斷面作為初始解列斷面，若斷面解列導(dǎo)致 非擾動(dòng)源區(qū)域形成孤島，則將孤島歸入擾動(dòng)源所在區(qū)域后重新確定初始解列斷面； 如果以上確定的擾動(dòng)源所在區(qū)域滿足電能供需平衡的條件，則將初始解列斷面作為擾 動(dòng)源所在區(qū)域解列方案，否則，將識(shí)別出的擾動(dòng)源所在區(qū)域作為初始孤島并對(duì)孤島鄰接節(jié) 點(diǎn)進(jìn)行搜索，調(diào)整聯(lián)絡(luò)斷面直至滿足電能供需平衡的條件且解列后余下電網(wǎng)連通，將調(diào)整 后的聯(lián)絡(luò)斷面線路作為擾動(dòng)源所在區(qū)域解列方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于起振特性的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源識(shí)別和解列方法，其特征在 于，所述步驟1)具體包括以下步驟： 1-1)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)迫功率振蕩時(shí)，以能量函數(shù)法計(jì)算PMU監(jiān)測(cè)線路的勢(shì)能流向，若存 在所有連接線路勢(shì)能流向只出不入的某一節(jié)點(diǎn)，則將該節(jié)點(diǎn)作為擾動(dòng)源，此時(shí)擾動(dòng)源所在 區(qū)域僅包含有該節(jié)點(diǎn)；否則，進(jìn)入步驟1-2); 1-2)刪除勢(shì)能流入節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行拓?fù)浞治?，確定由此形成的無連接關(guān)系的節(jié)點(diǎn)集合；若 集合唯一，將該節(jié)點(diǎn)集合作為擾動(dòng)源所在區(qū)域；否則，將各無連接關(guān)系的節(jié)點(diǎn)集合作為疑似 擾動(dòng)源所在區(qū)域，進(jìn)入步驟1-3); 1- 3)若存在連接線路勢(shì)能流向均為流出的疑似擾動(dòng)源所在區(qū)域，將該區(qū)域作為擾動(dòng)源 所在區(qū)域；否則，對(duì)疑似擾動(dòng)源所在區(qū)域節(jié)點(diǎn)集合的連接線路中PMU監(jiān)測(cè)的線路，計(jì)算強(qiáng)迫 振蕩初始階段線路有功功率曲線的相位，將起振相位最超前線路所連接的區(qū)域作為擾動(dòng)源 所在區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于起振特性的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源識(shí)別和解列方法，其特征在 于，所述步驟2)中的擾動(dòng)源區(qū)域解列方案應(yīng)滿足以下條件： (1) 解列后需滿足孤島功率平衡條件：即孤島功率不平衡量不得大于該區(qū)域緊急工況 下切機(jī)切負(fù)荷的最大容許值； (2) 解列后需保證剩余電網(wǎng)的連通性：即解列斷面不能導(dǎo)致非擾動(dòng)源區(qū)域節(jié)點(diǎn)形成孤 島。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于起振特性的強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源識(shí)別和解列方法，其特征在 于，所述步驟2)具體包括以下步驟： 2- 1)以擾動(dòng)源所在區(qū)域與剩余系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)斷面作為初始解列斷面，若斷面解列導(dǎo) 致非擾動(dòng)源所在區(qū)域形成孤島，則將孤島歸入擾動(dòng)源所在區(qū)域后重新確定初始解列斷面； 如果以上確定的擾動(dòng)源所在區(qū)域滿足電能供需平衡的條件，則將初始解列斷面作為擾 動(dòng)源所在區(qū)域解列方案，進(jìn)入步驟2-7);否則，進(jìn)入步驟2-2); 2-2)將與擾動(dòng)源所在區(qū)域直接相連的非擾動(dòng)源區(qū)域節(jié)點(diǎn)組成修正節(jié)點(diǎn)集合； 2-3)判斷修正節(jié)點(diǎn)集合內(nèi)是否有使得擾動(dòng)源所在區(qū)域滿足功率平衡條件的可歸入擾 動(dòng)源所在區(qū)域的節(jié)點(diǎn)，如果有則進(jìn)入步驟2-4)，沒有則進(jìn)入步驟2-6); 2-4)當(dāng)擾動(dòng)源所在區(qū)域的發(fā)電大于負(fù)荷時(shí)，若修正節(jié)點(diǎn)集合中的某負(fù)荷節(jié)點(diǎn)歸入擾動(dòng) 源所在區(qū)域不會(huì)造成解列后非擾動(dòng)源所在區(qū)域形成孤島，則將其歸入擾動(dòng)源所在區(qū)域； 當(dāng)擾動(dòng)源所在區(qū)域的負(fù)荷大于發(fā)電時(shí)，若修正節(jié)點(diǎn)集合中的某發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)歸入擾動(dòng)源 所在區(qū)域不會(huì)造成解列后非擾動(dòng)源所在區(qū)域形成孤島，則將其歸入擾動(dòng)源所在區(qū)域； 2-5)若擾動(dòng)源所在區(qū)域滿足孤島功率平衡條件，則進(jìn)入步驟2-7);否則，進(jìn)入步驟 2-6)； 2- 6)將修正節(jié)點(diǎn)集合內(nèi)節(jié)點(diǎn)的擾動(dòng)源所在區(qū)域之外的鄰接節(jié)點(diǎn)，也歸入該集合內(nèi)，返 回步驟2-4); 2-7)建議對(duì)擾動(dòng)源區(qū)域與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)斷面線路進(jìn)行解列操作，形成強(qiáng)迫振蕩擾動(dòng)源區(qū) 域的解列方案。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104269866SQ201410275675
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】耿天翔, 鮑顏紅, 項(xiàng)麗, 李峰, 擺世彬, 徐偉, 陳顏, 方勇杰 申請(qǐng)人:國網(wǎng)寧夏電力公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 國家電網(wǎng)公司