處于不安全狀態(tài)下的電力系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng)作的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種確定用于處于不安全和不穩(wěn)定工作條件下的電力系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng)作的方法。該電力系統(tǒng)具有將電力注入進(jìn)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)發(fā)電機(jī)，并且每個(gè)發(fā)電機(jī)具有發(fā)電機(jī)注入阻抗和在注入阻抗平面中的穩(wěn)定邊界?；陬A(yù)定的網(wǎng)絡(luò)工作安全裕度來(lái)計(jì)算每個(gè)發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)安全邊界，將發(fā)電機(jī)注入阻抗與安全邊界相比較，并且確定每個(gè)發(fā)電機(jī)是安全的還是不安全的。確定補(bǔ)救控制動(dòng)作，該補(bǔ)救控制動(dòng)作包括重新調(diào)度每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)的發(fā)電的方案，以建立電力系統(tǒng)的安全工作條件。可以確定每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)在阻抗平面中的新的安全工作點(diǎn)，并且基于每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)具有恒定電壓幅值的假設(shè)來(lái)計(jì)算發(fā)電機(jī)注入阻抗與新的安全工作點(diǎn)之間的距離。通過(guò)降低不安全發(fā)電機(jī)的發(fā)電來(lái)補(bǔ)救不安全發(fā)電機(jī)工作。
【專利說(shuō)明】處于不安全狀態(tài)下的電力系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng)作的確定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體涉及具有多個(gè)發(fā)電機(jī)并且處于不穩(wěn)定或不安全狀態(tài)下 的電力系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng)作的確定方法，尤其涉及實(shí)時(shí)地確定待執(zhí)行的補(bǔ)救控制動(dòng)作。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，已經(jīng)存在趨于具有更多更小的能源向電力網(wǎng)提供輸入的電力系統(tǒng)的傾 向。對(duì)氣候變化的關(guān)注以及隨之而來(lái)的對(duì)降低C0 2排放的關(guān)注導(dǎo)致避開(kāi)向電力系統(tǒng)提供總 輸入的相當(dāng)大份額的大型燃煤發(fā)電機(jī)，并傾向于這樣的電力系統(tǒng)：其中來(lái)自可再生能源的 電力（例如，來(lái)自風(fēng)能源、水能源或太陽(yáng)能源的電力）的份額顯著高于現(xiàn)今。然而，可再生 能源相對(duì)不可控，并且通常每個(gè)可再生能源相對(duì)較小，而且通常遍布于電力系統(tǒng)中的廣大 區(qū)域。
[0003] 沒(méi)有必要將現(xiàn)存?zhèn)鬏斚到y(tǒng)設(shè)計(jì)為處理這些新的生產(chǎn)模式，并且在現(xiàn)今的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 中，系統(tǒng)規(guī)劃師已離線執(zhí)行安全性評(píng)估的傳統(tǒng)方法是不夠的，這一點(diǎn)從2003年9月在瑞典 和丹麥以及2003年8月在美國(guó)東北部和中西部以及加拿大部分地區(qū)的、每次影響了幾百萬(wàn) 人的電力系統(tǒng)大斷電就可以清楚地看出。
[0004] 因此，由于可再生能源有限的可預(yù)測(cè)性，所以生產(chǎn)模式會(huì)比以前變化更快，因此， 緩慢的離線計(jì)算和/或分析不再夠用。
[0005] 響應(yīng)于這些新的生產(chǎn)模式，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)工具已被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于電力系統(tǒng)分析， 并且例如引起對(duì)相量測(cè)量單元（PMU，Phasor Measurement Unit)的使用，該相位測(cè)量單元 對(duì)電壓相量測(cè)量和電流相量測(cè)量以及頻率測(cè)量提供實(shí)時(shí)同步測(cè)量。PMU的引入以及計(jì)算設(shè) 施和通信的進(jìn)步已經(jīng)開(kāi)創(chuàng)了用于控制、保護(hù)、檢測(cè)和監(jiān)視電力系統(tǒng)的新工具。
[0006] 已經(jīng)建議一些系統(tǒng)僅使用系統(tǒng)電壓相角測(cè)量來(lái)評(píng)估系統(tǒng)工作條件。然而，這些系 統(tǒng)的缺點(diǎn)在于僅使用電壓相角測(cè)量的表不法不能提供電力系統(tǒng)工作條件的唯一表不。
[0007] 此夕卜，為了監(jiān)視總體系統(tǒng)穩(wěn)定性或安全邊界，已經(jīng)建議多維諾模圖 (multidimensional nomogram),然而，臨界邊界在離線分析中確定，在該離線分析中，已通 過(guò)遠(yuǎn)離給定的基本工作點(diǎn)在各個(gè)方向上對(duì)該系統(tǒng)施壓來(lái)確定多個(gè)臨界邊界點(diǎn)。然而，該方 法的缺點(diǎn)在于針對(duì)具體的基本情況和固定的系統(tǒng)拓?fù)鋪?lái)確定該邊界。如果系統(tǒng)經(jīng)歷任何拓 撲變化（例如，由于維護(hù)所導(dǎo)致的被切斷線路（tripped line))，那么實(shí)際方法會(huì)引入對(duì)保 險(xiǎn)裕度的評(píng)估的不確定性，這是因?yàn)閷?duì)安全裕度的評(píng)估已經(jīng)是基于不變的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0008] -些工具能夠確定電力系統(tǒng)是處于穩(wěn)定條件還是不穩(wěn)定條件，并且在J0hann sson，H.，Garcia-Valle，R.，Weckesser，J.T.G.，Nielsen，A.H·，和stergaard，J.的 "Real-time stability assessment based on synchrophasors (基于同步相量的實(shí)時(shí) 穩(wěn)定性評(píng)估），'，P〇werTech，IEEE Power&Energy Society，2〇ll 和 j0hannsson，H.的 "Development of early warning methods for electric power systems (用于電力系統(tǒng) 的預(yù)先報(bào)警方法的發(fā)展）"，Ph. d. Thesis, ISBN:978-87-92465-95-5"中，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于 確定電力系統(tǒng)的穩(wěn)定邊界和系統(tǒng)保險(xiǎn)裕度的工具。然而，盡管這些工具可以提供關(guān)于不穩(wěn) 定工作條件的信息，但是所開(kāi)發(fā)的工具中沒(méi)有一個(gè)提出使電力系統(tǒng)回到穩(wěn)定工作條件的補(bǔ) 救。
[0009] 因此，需要一種這樣一種方法，其能夠確定待執(zhí)行的補(bǔ)救控制動(dòng)作，以防止出現(xiàn)斷 電并且在經(jīng)歷不穩(wěn)定（例如一個(gè)或多個(gè)電力線或發(fā)電機(jī)松脫（fall out))時(shí)可以使電力系 統(tǒng)回到穩(wěn)定工作條件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于確定處于不安全或不穩(wěn)定工作條件下的電力 系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng)作的方法，該補(bǔ)救控制動(dòng)作配置成使電力系統(tǒng)回到穩(wěn)定和安全的工作條 件。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種確定用于處于不安全工作條件下的電力系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng) 作的方法。電力系統(tǒng)具有將電力注入進(jìn)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)分支的網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)發(fā)電機(jī)， 該多個(gè)發(fā)電機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)多個(gè)電力注入節(jié)點(diǎn)來(lái)表示，并且每個(gè)發(fā)電機(jī)具有發(fā)電機(jī)注入阻 抗和在注入阻抗平面中的穩(wěn)定邊界。該方法可以包括：相對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定邊界、基于預(yù)定的 網(wǎng)絡(luò)工作安全裕度來(lái)計(jì)算每個(gè)發(fā)電機(jī)的在注入阻抗平面中的系統(tǒng)安全邊界。對(duì)于每個(gè)發(fā)電 機(jī)，可將發(fā)電機(jī)注入阻抗與安全邊界相比較，并且可以確定每個(gè)發(fā)電機(jī)是安全的還是不安 全的?？梢源_定補(bǔ)救控制動(dòng)作，該補(bǔ)救控制動(dòng)作包括用于為至少每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)重新調(diào) 度發(fā)電的方案，以使發(fā)電機(jī)系統(tǒng)能夠返回穩(wěn)定和安全的工作條件。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種防止電力系統(tǒng)中的不穩(wěn)定的方法。電力系統(tǒng)具 有將電力注入進(jìn)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)分支的網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)發(fā)電機(jī)，該多個(gè)發(fā)電機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中 通過(guò)多個(gè)電力注入節(jié)點(diǎn)來(lái)表示。該方法可以包括接收網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性信息，該不穩(wěn)定性信 息包括多個(gè)不安全發(fā)電機(jī)的信息?？梢酝ㄟ^(guò)如下步驟來(lái)恢復(fù)穩(wěn)定性和安全性：確定每個(gè)不 安全發(fā)電機(jī)在阻抗平面中新的安全工作點(diǎn)；基于在每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)的電力注入節(jié)點(diǎn)處具 有恒定電壓幅值的假設(shè)來(lái)計(jì)算所確定的注入阻抗與新的安全工作點(diǎn)之間的距離；以及通過(guò) 降低不安全發(fā)電機(jī)的發(fā)電來(lái)補(bǔ)救不安全發(fā)電機(jī)的工作，以將不安全發(fā)電機(jī)移至新的安全工 作點(diǎn)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供一種包括程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算 機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，該程序代碼裝置執(zhí)行本文中所述的方法，此外，提供一種其上存 儲(chǔ)有程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述程序代碼裝置在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，該程序代 碼裝置執(zhí)行如本文中所述的方法。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于確定處于不安全工作條件下的電力系統(tǒng)的 補(bǔ)救控制動(dòng)作的系統(tǒng)，該電力系統(tǒng)具有將電力注入進(jìn)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)分支的網(wǎng)絡(luò)中的 多個(gè)發(fā)電機(jī)，該多個(gè)發(fā)電機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)多個(gè)電力注入節(jié)點(diǎn)來(lái)表示。每個(gè)發(fā)電機(jī)可以具有 發(fā)電機(jī)注入阻抗和在注入阻抗平面中的穩(wěn)定邊界。該系統(tǒng)還可以包括數(shù)據(jù)處理裝置，該數(shù) 據(jù)處理裝置配置成：相對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定邊界、基于預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)工作安全裕度來(lái)計(jì)算每個(gè)發(fā)電 機(jī)在注入阻抗平面中的系統(tǒng)安全邊界；對(duì)于每個(gè)發(fā)電機(jī)，將發(fā)電機(jī)注入阻抗與安全邊界相 比較并且確定每個(gè)發(fā)電機(jī)是安全的還是不安全的；以及確定補(bǔ)救控制動(dòng)作。補(bǔ)救控制動(dòng)作 可以包括用于為至少每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)重新調(diào)度發(fā)電的方案，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安 全工作條件。該系統(tǒng)還可以包括被配置成在電力系統(tǒng)中實(shí)施補(bǔ)救控制動(dòng)作的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié) 器。
[0015] 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于：該方法和系統(tǒng)允許自動(dòng)確定可能的不利因素 (counteractions)以防止電力系統(tǒng)發(fā)生斷電。另一優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)檢測(cè)由于非周期的小擾 動(dòng)穩(wěn)定性（aperiodic small signal stability)而越過(guò)安全邊界的系統(tǒng)發(fā)電機(jī)，或者如果 發(fā)電機(jī)的安全裕度低于某一最小值，貝1J可以分析地確定使系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)恢復(fù)穩(wěn)定的必要 的電力重新調(diào)度。使用本代數(shù)方法有利的是比使用迭代方法快得多。
[0016] 電力系統(tǒng)可以是具有經(jīng)由傳輸線網(wǎng)互相連接的多個(gè)發(fā)電機(jī)和多個(gè)節(jié)點(diǎn)的任何電 力系統(tǒng)。通常，電力系統(tǒng)將具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)或母線（N)、多個(gè)分支（M)以及多個(gè)發(fā)電機(jī)。分支 與節(jié)點(diǎn)互相連接，其中，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處可以存在連接的負(fù)荷或發(fā)電機(jī)。
[0017] 在電力系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)下，系統(tǒng)在穩(wěn)定和安全的模式下工作。然而，電力系統(tǒng) 可能經(jīng)歷擾動(dòng)，例如嚴(yán)重?cái)_動(dòng)或者特征相同或不同的一連串?dāng)_動(dòng)事件，使得系統(tǒng)會(huì)變得不 穩(wěn)定。如果電力系統(tǒng)承受壓力，即，例如，電力系統(tǒng)處于高負(fù)荷，并且因此接近電力系統(tǒng)的穩(wěn) 定極限或邊界運(yùn)行，則單個(gè)擾動(dòng)可以導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定。電力系統(tǒng)中的不穩(wěn)定，并因此 在電力系統(tǒng)不具有恢復(fù)穩(wěn)定的能力時(shí)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定和不安全的工作條件。通常，一個(gè)或更 多個(gè)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的其余發(fā)電機(jī)的同步會(huì)松懈，并且因此，系統(tǒng)將處于不安全和不穩(wěn)定的 工作條件下，并且例如，非周期的小擾動(dòng)不穩(wěn)定性會(huì)隨著轉(zhuǎn)子角的非周期（非振蕩）增加并 在例如系統(tǒng)的小擾動(dòng)之后喪失同步而出現(xiàn)。
[0018] 非周期的小擾動(dòng)穩(wěn)定性可以指系統(tǒng)發(fā)電機(jī)針對(duì)給定的平衡條件來(lái)建立足夠的同 步轉(zhuǎn)矩的能力。因此，缺乏同步轉(zhuǎn)矩會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)角的非周期增加，并且因此導(dǎo)致非周期的小擾 動(dòng)不穩(wěn)定性。在整個(gè)本說(shuō)明書中，引用不穩(wěn)定性就是引用非周期的小擾動(dòng)不穩(wěn)定性。因此， 當(dāng)檢測(cè)到非周期的小擾動(dòng)不穩(wěn)定性時(shí)，電力系統(tǒng)可能處于不穩(wěn)定工作條件下。
[0019] 通常，電力系統(tǒng)工作于穩(wěn)定極限的某個(gè)閾值或裕度，并且在超過(guò)這樣的閾值時(shí)，電 力系統(tǒng)被認(rèn)為是不安全的。因此，根據(jù)電力系統(tǒng)的設(shè)置，當(dāng)電力系統(tǒng)在太接近于系統(tǒng)的穩(wěn)定 邊界處工作時(shí)，電力系統(tǒng)會(huì)不安全，并且因此，當(dāng)達(dá)到如本文中所述的安全邊界或保險(xiǎn)邊界 時(shí)，電力系統(tǒng)會(huì)不安全。
[0020] 為了評(píng)估電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以關(guān)注上述穩(wěn)定性的特定機(jī)制來(lái)應(yīng)用不同方法， 并且例如，關(guān)注于每個(gè)發(fā)電機(jī)生成足夠的同步轉(zhuǎn)矩使得可以保持工作在穩(wěn)定平衡點(diǎn)處的能 力。缺乏足夠的穩(wěn)態(tài)同步轉(zhuǎn)矩可以造成轉(zhuǎn)子角的非周期增加，并且因此喪失同步。這種形 式的不穩(wěn)定性可稱為非周期的小擾動(dòng)不穩(wěn)定性。為了準(zhǔn)確地評(píng)估例如非周期的小擾動(dòng)不穩(wěn) 定性，系統(tǒng)可以處于不存在瞬變的穩(wěn)態(tài)工作模式，或者處于可以存在源于其他擾動(dòng)的少數(shù) 漸弱瞬變的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)工作模式。因此，評(píng)估下的電力系統(tǒng)可以處于至少準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下。
[0021] 可以通過(guò)任何已知方法在線或離線地確定發(fā)電機(jī)注入阻抗和穩(wěn)定邊界。然而，為 了能夠在出現(xiàn)斷電之前的適當(dāng)時(shí)間執(zhí)行補(bǔ)救控制動(dòng)作，優(yōu)選的是實(shí)時(shí)地接收與發(fā)電機(jī)注入 阻抗和穩(wěn)定邊界有關(guān)的信息。
[0022] 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于該方法是動(dòng)態(tài)方法，并且該方法可以基于電力系統(tǒng)的當(dāng)前 狀態(tài)（例如電力系統(tǒng)狀態(tài)的瞬象），而不是基于電力系統(tǒng)狀態(tài)的一連串隨時(shí)間變化的瞬象。 因此，可以減少完成評(píng)估所需的計(jì)算時(shí)間。此外，還可以動(dòng)態(tài)確定穩(wěn)定邊界和發(fā)電機(jī)注入阻 抗，當(dāng)檢測(cè)到不安全工作條件時(shí)，向該方法提供實(shí)時(shí)輸入，以確保立即反應(yīng)的可能性，例如 在數(shù)秒內(nèi)，例如在10毫秒內(nèi)、例如在1秒內(nèi)、在5秒內(nèi)或在10秒內(nèi)，例如在100毫秒與5秒 之間，例如在1秒與5秒之間反應(yīng)。
[0023] 可以通過(guò)在系統(tǒng)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)處測(cè)量電壓和/或電流來(lái)獲得電力系統(tǒng)的當(dāng)前狀 態(tài)。優(yōu)選地，通過(guò)測(cè)量來(lái)確定多個(gè)節(jié)點(diǎn)處的電壓相量和電流相量，并且替代地或附加地，也 可以通過(guò)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)處的測(cè)量來(lái)確定頻率。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量， 在電力系統(tǒng)各處的測(cè)量最好時(shí)間上同步，例如經(jīng)由GPS信號(hào)的時(shí)間同步。
[0024] 確定電力系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)的一種方法是通過(guò)使用相量測(cè)量單元的測(cè)量。相量測(cè)量 單元（PMU)是對(duì)電壓相量和電流相量以及頻率測(cè)量提供實(shí)時(shí)同步測(cè)量的設(shè)備，因此，PMU測(cè) 量可以包括電壓相量測(cè)量和電流相量測(cè)量。
[0025] 為了實(shí)現(xiàn)關(guān)于電力系統(tǒng)的計(jì)算，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了電力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)工作條件的模型 或表示?？梢砸圆煌绞将@得提供對(duì)電力系統(tǒng)的完整可觀測(cè)性的、電力系統(tǒng)工作條件的唯 一表示。例如，針對(duì)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)和Μ個(gè)分支的系統(tǒng)，如果已知網(wǎng)絡(luò)阻抗和所有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的 電壓相量或者在Μ個(gè)分支中流動(dòng)的所有電流以及在系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)處的電壓幅值，則可以 獲得對(duì)給定工作點(diǎn)處的唯一或完整的描述。一旦已知網(wǎng)絡(luò)配置，則可以根據(jù)Μ個(gè)復(fù)電流變 量和一個(gè)電壓幅值的至少這些集合（2Μ+1個(gè)實(shí)變量）或者根據(jù)Ν個(gè)復(fù)節(jié)點(diǎn)電壓變量（即， 電壓相量）或2Ν個(gè)實(shí)變量（例如，Ν個(gè)電壓幅值和Ν個(gè)角）來(lái)確定所有其他網(wǎng)絡(luò)變量。
[0026] 系統(tǒng)表示可以通過(guò)如下來(lái)表征：在具有恒定穩(wěn)態(tài)電壓幅值的節(jié)點(diǎn)中，注入系統(tǒng)中 的所有電力輸入網(wǎng)絡(luò)中。因此，依賴于機(jī)器勵(lì)磁控制的類型和機(jī)器保護(hù)的狀況，可以引入附 加的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或分支。另外的特征可以包括在網(wǎng)絡(luò)中將負(fù)荷表示為阻抗，并且長(zhǎng)期的負(fù)荷 動(dòng)態(tài)可以不包括在內(nèi)。因?yàn)樵u(píng)估電力系統(tǒng)的方法可以評(píng)估瞬時(shí)工作條件，所以表示可以包 括如從每個(gè)發(fā)電機(jī)處看到的瞬時(shí)阻抗。
[0027] 因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)在具有恒定穩(wěn)態(tài)電壓幅值的節(jié)點(diǎn)處的電力注入來(lái)表示發(fā)電機(jī)，所以 可以減少與非周期的小擾動(dòng)穩(wěn)定性的邊界的確定相關(guān)聯(lián)的自由度。
[0028] 可以將穩(wěn)定邊界表示為注入給定系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的最大可注入電力的邊界。超過(guò)最大可 注入電力的電力注入可能使系統(tǒng)不穩(wěn)定，即，導(dǎo)致越過(guò)穩(wěn)定邊界。
[0029] 通過(guò)進(jìn)一步對(duì)于每個(gè)發(fā)電機(jī)將所確定的穩(wěn)定邊界與注入阻抗相比較，可以確定每 個(gè)發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)安全裕度。因此，可以提供相對(duì)于所確定的穩(wěn)定邊界在哪里定位每個(gè)發(fā) 電機(jī)的指示。
[0030] 使用證明是對(duì)確定和/或表示電力系統(tǒng)中的當(dāng)前工作條件有價(jià)值的注入阻抗，并 且在注入阻抗平面中表示如下面更詳細(xì)討論的穩(wěn)定邊界、安全邊界和保險(xiǎn)邊界，并且此外， 每個(gè)發(fā)電機(jī)是至少通過(guò)發(fā)電機(jī)的注入阻抗來(lái)表征。
[0031] 可以以任何方式確定電力系統(tǒng)中的多個(gè)發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)注入阻抗和注入阻抗平 面中的穩(wěn)定邊界這兩者。在不例實(shí)施例中，穩(wěn)定邊界可確定為：
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種確定用于處于不安全工作條件下的電力系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng)作的方法，所述電力 系統(tǒng)具有將電力注入進(jìn)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)分支的網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)發(fā)電機(jī)，所述多個(gè)發(fā)電機(jī) 在所述網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)多個(gè)電力注入節(jié)點(diǎn)來(lái)表示，每個(gè)發(fā)電機(jī)具有發(fā)電機(jī)注入阻抗和在注入阻 抗平面中的穩(wěn)定邊界，所述方法包括： 相對(duì)于所述系統(tǒng)穩(wěn)定邊界、基于預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)工作安全裕度來(lái)計(jì)算每個(gè)發(fā)電機(jī)在所述注 入阻抗平面中的系統(tǒng)安全邊界； 對(duì)于每個(gè)發(fā)電機(jī)，將所述發(fā)電機(jī)注入阻抗與所述安全邊界相比較，并且確定每個(gè)發(fā)電 機(jī)是安全的還是不安全的；以及 確定補(bǔ)救控制動(dòng)作，所述補(bǔ)救控制動(dòng)作包括為至少每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)重新調(diào)度發(fā)電的 方案，以建立所述電力系統(tǒng)的安全工作條件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)如下步驟來(lái)執(zhí)行所述補(bǔ)救控制動(dòng)作： 為每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)在所述阻抗平面中確定新的安全工作點(diǎn)； 基于在每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)的電力注入節(jié)點(diǎn)處具有恒定電壓幅值的假設(shè)來(lái)計(jì)算所述發(fā) 電機(jī)注入阻抗與所述新的安全工作點(diǎn)之間的距離；以及 通過(guò)降低所述不安全發(fā)電機(jī)的發(fā)電來(lái)補(bǔ)救不安全發(fā)電機(jī)的工作，以將所述不安全發(fā)電 機(jī)移至所述新的安全工作點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述補(bǔ)救控制動(dòng)作還包括以下步驟： 確定所述電力網(wǎng)絡(luò)中由于補(bǔ)救動(dòng)作而失去的電力； 確定所述電力網(wǎng)絡(luò)中可用的電力貯備；以及 生成至少一個(gè)重新調(diào)度方案。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，提供多個(gè)重新調(diào)度方案，并且其中，所述方法還 包括以下步驟：根據(jù)預(yù)定義的電力系統(tǒng)工作準(zhǔn)則來(lái)評(píng)估并且以優(yōu)先順序排列所述多個(gè)重新 調(diào)度方案。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述方法還包括自動(dòng)執(zhí)行選定的重新調(diào)度解 決方案的步驟。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟：相對(duì)于 所述系統(tǒng)穩(wěn)定邊界、基于預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)工作保險(xiǎn)裕度來(lái)確定保險(xiǎn)邊界；以及至少在所述保險(xiǎn) 邊界上確定所述新的安全工作點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，基于在所述電力注入節(jié)點(diǎn)具有恒定電壓幅值的 假設(shè)，將所述系統(tǒng)中每個(gè)安全發(fā)電機(jī)的可用電力貯備確定為在所確定的注入阻抗與在系統(tǒng) 保險(xiǎn)邊界處的安全工作點(diǎn)之間的距離。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電力系統(tǒng)處于至少準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，實(shí)時(shí)地確定每個(gè)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定邊界。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，實(shí)時(shí)地執(zhí)行所述補(bǔ)救控制動(dòng)作。
11. 一種確定處于不安全工作條件下的電力系統(tǒng)中的補(bǔ)救控制動(dòng)作的方法，所述電力 系統(tǒng)具有將電力注入進(jìn)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)分支的網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)發(fā)電機(jī)，所述多個(gè)發(fā)電機(jī) 在所述網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)多個(gè)電力注入節(jié)點(diǎn)來(lái)表示，所述方法包括： 接收所述網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性信息，所述穩(wěn)定性信息包括多個(gè)不安全發(fā)電機(jī)的信息；以及 通過(guò)以下步驟來(lái)恢復(fù)安全工作： 為每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)在所述阻抗平面中確定新的安全工作點(diǎn)； 基于每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)的電力注入節(jié)點(diǎn)處具有恒定電壓幅值的假設(shè)來(lái)計(jì)算確定的注 入阻抗與所述新的安全工作點(diǎn)之間的距離；以及 通過(guò)降低所述不安全發(fā)電機(jī)的發(fā)電來(lái)補(bǔ)救不安全發(fā)電機(jī)的工作，以將所述不安全發(fā)電 機(jī)移至所述新的安全工作點(diǎn)。
12. -種包括程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述 程序代碼裝置用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法。
13. -種其上存儲(chǔ)有程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述程序代碼裝置用于當(dāng)在計(jì) 算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法。
14. 一種確定用于處于不安全工作條件下的電力系統(tǒng)的補(bǔ)救控制動(dòng)作的系統(tǒng)，所述電 力系統(tǒng)具有將電力注入進(jìn)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)分支的網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)發(fā)電機(jī)，所述多個(gè)發(fā)電 機(jī)在所述網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)多個(gè)電力注入節(jié)點(diǎn)來(lái)表示，每個(gè)發(fā)電機(jī)具有發(fā)電機(jī)注入阻抗和在注入 阻抗平面中的穩(wěn)定邊界，所述系統(tǒng)包括： 數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置配置成： 相對(duì)于所述系統(tǒng)穩(wěn)定邊界、基于預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)工作安全裕度來(lái)計(jì)算每個(gè)發(fā)電機(jī)在所述注 入阻抗平面中的系統(tǒng)安全邊界； 對(duì)于每個(gè)發(fā)電機(jī)，將所述發(fā)電機(jī)注入阻抗與所述安全邊界相比較，并且確定每個(gè)發(fā)電 機(jī)是安全的還是不安全的；以及 確定補(bǔ)救控制動(dòng)作，所述補(bǔ)救控制動(dòng)作包括為至少每個(gè)不安全發(fā)電機(jī)重新調(diào)度發(fā)電的 方案，以建立所述電力系統(tǒng)的穩(wěn)定工作條件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括配置成在所述電力系統(tǒng)中實(shí)施所述 補(bǔ)救控制動(dòng)作的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)器。
【文檔編號(hào)】G05D5/00GK104272210SQ201280069551
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月28日
【發(fā)明者】約爾圖·約翰松, 約翰內(nèi)斯·蒂爾曼·加布里埃萊·韋克塞爾 申請(qǐng)人:丹麥科技大學(xué)