一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)的在線電壓穩(wěn)定判別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)的在線電壓穩(wěn)定判別系統(tǒng)，包括依次連接的實時數(shù)據采集模塊、輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊、在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊和系統(tǒng)失穩(wěn)判別模塊；實時數(shù)據采集模塊實時采集輸電線路的電阻R、電抗X、導納B、受端的有功功率PB、受端的無功功率QB和送端母線電壓UA；輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊根據實時采集的輸電線路的參數(shù)構建該輸電線路的兩節(jié)點模型；在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊根據該兩節(jié)點模型計算各條輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標；系統(tǒng)失穩(wěn)判別模塊根據所有輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標判斷系統(tǒng)是否達到電壓失穩(wěn)邊界。本發(fā)明提供的一種系統(tǒng)，依據故障性質不同采用不同的電壓穩(wěn)定判別方法，提升了計算速度。
【專利說明】一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)的在線電壓穩(wěn)定判別系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全分析領域，具體涉及一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)的在線電壓穩(wěn)定判別系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]國外大電網相繼發(fā)生的電壓崩潰事故，給電力工業(yè)帶來深刻警示，有力地推進了電壓穩(wěn)定領域的深入發(fā)展，但到目前為止，電壓穩(wěn)定問題的理論體系尚未完善。20世紀90年代以前電壓穩(wěn)定的研究主要集中于靜態(tài)穩(wěn)定方面。目前動態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法的研究正在不斷深入。日本強調事故后電壓控制能力的增強，法國則側重于事故發(fā)生前緊急狀態(tài)下的預防措施。意大利電網、瑞典電網、魁北克水電局等單位也投運了防止電壓崩潰的控制系統(tǒng)。國內研究機構在電壓穩(wěn)定方面做了大量的工作，積累了豐富的經驗。隨著直流輸電技術的廣泛應用，交直流混聯(lián)輸電給電網電壓穩(wěn)定問題帶來了新的特點。
[0003]從故障對電網的影響方面可以簡單分為兩類，一類為對系統(tǒng)無短路故障沖擊，僅考慮大規(guī)模潮流轉移引起的穩(wěn)定問題，如直流閉鎖故障、發(fā)電機無故障跳閘故障；另一類為對系統(tǒng)有短路故障沖擊，同時需要考慮短路沖擊和大規(guī)模潮流轉移引起的穩(wěn)定問題，如直流逆變站附近交流系統(tǒng)短路故障等。對于第一類故障，由于不考慮短路沖擊，情況相對簡單；與靜態(tài)電壓穩(wěn)定考慮的負荷緩慢增長引起電壓失穩(wěn)情況具有一定的相似性，一般意義上往往強調第一類故障時間短暫，會引發(fā)負荷、發(fā)電機等的響應，靜態(tài)電壓穩(wěn)定方法不能準確模擬，但靜態(tài)電壓穩(wěn)定中也已可以考慮部分類型負荷響應和發(fā)電機約束。目前常用的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標包括靈敏度指標、負荷裕度指標、雅克比矩陣最小奇異值指標、局部電壓穩(wěn)定L指標等，取得了較好的靜態(tài)電壓穩(wěn)定評估效果，但這些方法都需要進行不同程度的復雜計算，難以應用于需要快速計算的在線電壓穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)的在線電壓穩(wěn)定判別系統(tǒng)，包括依次連接的實時數(shù)據采集模塊、輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊、在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊和系統(tǒng)失穩(wěn)判別模塊；
[0005]所述實時數(shù)據采集模塊實時采集輸電線路的電阻R、電抗X、導納B、受端的有功功率Pb、受端的無功功率Qb和送端母線電壓Ua ；
[0006]所述輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊根據所述實時采集的輸電線路的電阻R、電抗X和導納B等參數(shù)構建所述輸電線路的兩節(jié)點模型，
[0007]所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊根據所述兩節(jié)點模型計算各條所述輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標；
[0008]所述系統(tǒng)失穩(wěn)判別模塊根據所有所述輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標判斷所述系統(tǒng)是否達到電壓失穩(wěn)邊界。
[0009]本發(fā)明提供的第一優(yōu)選實施例中:所述實時數(shù)據采集模塊是通過PMU實時采集所述輸電線路的電阻R、電抗X、導納B、有功功率Pb、無功功率Qb和線路送端母線電壓Ua的參數(shù)值的。
[0010]本發(fā)明提供的第二優(yōu)選實施例中:所述系統(tǒng)包括事件發(fā)生監(jiān)測模塊；
[0011]所述事件發(fā)生監(jiān)測模塊一端連接所述實時數(shù)據采集模塊，另一端連接所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊；
[0012]所述實時數(shù)據采集模塊采集完數(shù)據后，所述事件發(fā)生監(jiān)測模塊監(jiān)測到事件發(fā)生時，判斷是否有短路故障沖擊:
[0013]如果有短路故障沖擊，則停止所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊的計算，查詢事前生成的安控策略表進行緊急控制；
[0014]如果無短路故障沖擊，則啟動所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊的計算；
[0015]監(jiān)測的發(fā)生事件包括直流單雙極閉鎖、發(fā)電機跳閘和交流系統(tǒng)短路故障。
[0016]本發(fā)明提供的第三優(yōu)選實施例中:所述輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊包括220kV及以下電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊和1000kv或者500kV電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊；
[0017]所述220kV及以下電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊構建的兩節(jié)點模型中:送端A和受端B之間串接阻抗R+jX ；
[0018]所述1000kV或者500kV電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊構建的兩節(jié)點模型中:送端A和受端B之間串接阻抗R+jX，送端A和受端B還分別經過接地，B為該輸電線路的導納。
[0019]本發(fā)明提供的第四優(yōu)選實施例中:所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊包括220kV及以下電壓等級電網的在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊和1000kV或者500kV電壓等級電網的在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊；
[0020]所述220kV及以下電壓等級電網的在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊評估的在線
電壓穩(wěn)定i平估指標Lpq:
【權利要求】
1.一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)的在線電壓穩(wěn)定判別系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括依次連接的實時數(shù)據采集模塊、輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊、在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊和系統(tǒng)失穩(wěn)判別模塊； 所述實時數(shù)據采集模塊實時采集輸電線路的電阻R、電抗X、導納B、受端的有功功率Pb、受端的無功功率Qb和送端母線電壓Ua ； 所述輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊根據所述實時采集的輸電線路的電阻R、電抗X和導納B等參數(shù)構建所述輸電線路的兩節(jié)點模型， 所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊根據所述兩節(jié)點模型計算各條所述輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標； 所述系統(tǒng)失穩(wěn)判別模塊根據所有所述輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標判斷所述系統(tǒng)是否達到電壓失穩(wěn)邊界。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述實時數(shù)據采集模塊是通過PMU實時采集所述輸電線路的電阻R、電抗X、導納B、有功功率Pb、無功功率Qb和線路送端母線電壓Ua的參數(shù)值的。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括事件發(fā)生監(jiān)測模塊； 所述事件發(fā)生監(jiān)測模塊一端連接所述實時數(shù)據采集模塊，另一端連接所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊； 所述實時數(shù)據采集模塊采集完數(shù)據后，所述事件發(fā)生監(jiān)測模塊監(jiān)測到事件發(fā)生時，判斷是否有短路故障沖擊: 如果有短路故障沖擊，則停止所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊的計算，查詢事前生成的安控策略表進行緊急控制； 如果無短路故障沖擊，則啟動所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊的計算； 監(jiān)測的發(fā)生事件包括直流單雙極閉鎖、發(fā)電機跳閘和交流系統(tǒng)短路故障。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊包括220kV及以下電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊和1000kV或者500kV電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊； 所述220kV及以下電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊構建的兩節(jié)點模型中:送端A和受端B之間串接阻抗R+jX ； 所述1000kV或者500kV電壓等級電網的輸電線路兩節(jié)點模型構建模塊構建的兩節(jié)點模型中:送端A和受端B之間串接阻抗R+jX，送端A和受端B還分別經過接地，B為該輸電線路的導納。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊包括220kV及以下電壓等級電網的在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊和1000kV或者500kV電壓等級電網的在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊； 所述220kV及以下電壓等級電網的在線電壓穩(wěn)定評估指標計算模塊評估的在線電壓穩(wěn)定i平估指標
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)失穩(wěn)判別模塊根據所有所述輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標判斷系統(tǒng)是否達到電壓失穩(wěn)邊界包括: 步驟1，周期性的掃描系統(tǒng)中各條所述輸電線路的在線電壓穩(wěn)定評估指標Lpq，計算所述系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定指標LSpq: LSiv =).其中，S代表所述電網的支路集合，Lpek代表支路k的在線電壓穩(wěn)定評估指標； 步驟2，如果十秒之內每次得到的所述系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定指標LSpq的值均小于0.9時，判斷所述系統(tǒng)未發(fā)生失穩(wěn)，等待下一次判別；如果十秒之內有80%以上的情況所述系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定指標LSpq的值均大于等于0.9時，判斷所述系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)，執(zhí)行步驟3 ； 步驟3，啟動告警或穩(wěn)控預案。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟I中采用每5~10個周波計算一次所述系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定指標lspq。
【文檔編號】H02J3/12GK103997041SQ201310562550
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權日:2013年11月13日
【發(fā)明者】唐曉駿, 馬世英, 李再華, 張鑫, 程振龍, 林俊杰, 李晶, 羅紅梅, 楊琦, 邱麗萍, 陳湘, 申旭輝, 張志強, 李曉珺, 吳麗華, 鄭超, 宋云亭 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院, 國網四川省電力公司