本申請(qǐng)涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，失步振蕩發(fā)生的幾率不斷增加。作為電力系統(tǒng)第三道防線的重要組成部分(前兩道防線為繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置)，失步解列判據(jù)對(duì)于系統(tǒng)失步振蕩的識(shí)別及防止事故蔓延導(dǎo)致大規(guī)模停電至關(guān)重要。在電力系統(tǒng)遭受嚴(yán)重干擾，電網(wǎng)的整體性無(wú)法保持時(shí)，解列裝置對(duì)大電網(wǎng)進(jìn)行解列能夠避免電網(wǎng)全面崩潰，保證重要負(fù)荷的持續(xù)供電。

電力系統(tǒng)發(fā)生失步振蕩時(shí)一定有一個(gè)振蕩中心，當(dāng)兩端電壓相位差從初始值逐步增加并超過(guò)180度，表明電網(wǎng)已經(jīng)失步，且振蕩中心位于兩側(cè)的母線之間。振蕩中心一側(cè)的同調(diào)機(jī)群頻率高于平均頻率，另外一側(cè)同調(diào)機(jī)群的頻率低于平均頻率，如果假設(shè)兩側(cè)等值機(jī)組的電勢(shì)近似相等，那么振蕩中心的位置在系統(tǒng)阻抗的中點(diǎn)附近。掌握振蕩中心的具體位置對(duì)確定系統(tǒng)的失步振蕩模式、選擇解列點(diǎn)至關(guān)重要。

失步解列判據(jù)要求裝置在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作，而在系統(tǒng)失步時(shí)要可靠啟動(dòng)。目前，電網(wǎng)的失步解列裝置均采用就地單一判據(jù)來(lái)判斷失步振蕩，如：循序阻抗原理利用測(cè)量阻抗軌跡的穿區(qū)特性來(lái)判斷失步振蕩；相位角原理利用電流與電壓夾角的變化特征來(lái)判斷失步振蕩。但隨著網(wǎng)架的不斷發(fā)展和加強(qiáng)，失步振蕩通常出現(xiàn)在由多回線路或多通道構(gòu)成的并列斷面上，現(xiàn)有的就地單一失步判據(jù)大多針對(duì)等值兩機(jī)系統(tǒng)，對(duì)于可能分為3個(gè)或3個(gè)以上等值機(jī)群的失步振蕩，無(wú)法滿足整個(gè)并列斷面的失步判斷，依靠分散就地失步解列判據(jù)進(jìn)行解列，其誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)加大。對(duì)于電網(wǎng)復(fù)雜并列斷面的解列操作，若僅依靠分散失步解列裝置的就地判據(jù)，則多套解列裝置的配合困難，不能保證在同一時(shí)刻將并列斷面完全解列，有事故擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，當(dāng)并列斷面發(fā)生失步時(shí)，不同并列線路或通道的失步振蕩特征出現(xiàn)的時(shí)刻并不能保證完全一致，就地單一失步判據(jù)只能監(jiān)測(cè)到某一線路或某一通道的失步，此時(shí)若由分散的失步解列裝置各自實(shí)施解列，會(huì)造成無(wú)序解列，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致整個(gè)斷面無(wú)法完全解開(kāi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法，以解決并列斷面的失步判斷以及失步后協(xié)調(diào)一致的解列問(wèn)題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法，所述方法包括：

選取電網(wǎng)并列斷面，將所述電網(wǎng)并列斷面劃分為M個(gè)通道；

在每一個(gè)所述通道的兩側(cè)分別設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用失步判據(jù)對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行失步判定；

當(dāng)所述通道兩側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均發(fā)生失步振蕩時(shí)，則判定所述通道發(fā)生失步振蕩；

統(tǒng)計(jì)所述電網(wǎng)并列斷面內(nèi)的M個(gè)通道發(fā)生失步振蕩的數(shù)量為m，當(dāng)m大于或等于通道數(shù)量門(mén)檻值M_set時(shí)，則判定所述電網(wǎng)并列斷面發(fā)生失步振蕩；

其中，M_set≤M。

可選的，上述方法中，所述利用失步判據(jù)對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行失步判定，具體為：

根據(jù)失步判據(jù)，計(jì)算所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的值，當(dāng)在(-1,1)內(nèi)完成一次周期變化時(shí)，記錄1次周期變化，統(tǒng)計(jì)的周期變化次數(shù)；

當(dāng)周期變化次數(shù)大于門(mén)檻定值N_set，且第N_set個(gè)周期內(nèi)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最低電壓小于電壓標(biāo)幺值U_set，則判定所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生失步振蕩。

可選的，上述方法中，所述電壓標(biāo)幺值U_set為0.6-0.7。

可選的，上述方法中，當(dāng)M≥3時(shí)，M_set＝M-1；

當(dāng)M＜3時(shí)，M_set＝M。

本申請(qǐng)?zhí)岢龅幕诙鄿y(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法，通過(guò)選取并列斷面聯(lián)絡(luò)線路兩側(cè)的多個(gè)測(cè)點(diǎn)，首先利用判別原理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各測(cè)點(diǎn)是否發(fā)生失步振蕩，在判別測(cè)點(diǎn)是否發(fā)生失步的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步判別線路或通道是否發(fā)生失步，當(dāng)發(fā)生失步線路或通道數(shù)目達(dá)到設(shè)定門(mén)檻值時(shí)，判定電網(wǎng)并列斷面是否發(fā)生失步。本發(fā)明利用這種由點(diǎn)到線，再由線到面的層次化思路，構(gòu)建出針對(duì)電網(wǎng)并列斷面的失步判別方法。所述方法通過(guò)將電網(wǎng)并列斷面從上至下分為測(cè)點(diǎn)、通道、斷面三個(gè)層次，并進(jìn)行分層次綜合判別，匯總每個(gè)測(cè)點(diǎn)的就地判斷信息，集中進(jìn)行判斷，形成相互校驗(yàn)，彌補(bǔ)單一測(cè)點(diǎn)和單一判據(jù)的不足，確保判斷結(jié)論的準(zhǔn)確性。

本申請(qǐng)所提出的基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法緊密結(jié)合成熟可靠的失步判據(jù)和復(fù)雜并列斷面的特點(diǎn)，分層次構(gòu)建了失步判別邏輯，通過(guò)多測(cè)點(diǎn)多層次的判別實(shí)現(xiàn)了相互校驗(yàn)，最終形成失步判別，其可靠性比單一測(cè)點(diǎn)單一判據(jù)有明顯提升，從而降低了錯(cuò)誤判別的風(fēng)險(xiǎn)，并且對(duì)各類復(fù)雜并列斷面具有良好的適用性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法的流程圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一個(gè)實(shí)施例布點(diǎn)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法的流程圖，展示出基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法的步驟流程；圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一個(gè)實(shí)施例布點(diǎn)示意圖，提供一個(gè)典型實(shí)例。

參見(jiàn)圖1，基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法包括以下步驟：

步驟S101：選取電網(wǎng)并列斷面，將所述電網(wǎng)并列斷面劃分為M個(gè)通道。

根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將若干回聯(lián)絡(luò)線路定義為復(fù)雜并列斷面，并按照輸電線路的地理位置分布，將處于同一輸電走廊的線路定義為同一通道，從而將復(fù)雜并列斷面劃分為M個(gè)通道。

步驟S102：在每一個(gè)所述通道的兩側(cè)分別設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用失步判據(jù)對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行失步判定。

在每個(gè)通道的兩側(cè)端點(diǎn)(變電站或電廠)母線處分別設(shè)置失步監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用失步判據(jù)對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行失步判定，為失步振蕩中心的電壓，通常通過(guò)電壓表、電流表，在輸電通道兩側(cè)的變電站監(jiān)測(cè)通道電壓的幅值U和相位、電流的幅值和相位。計(jì)算電壓與電流的相位差為再計(jì)算數(shù)值，就是失步振蕩中心的電壓。

具體的，根據(jù)失步判據(jù)，計(jì)算所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的值，當(dāng)在(-1,1)內(nèi)完成一次周期變化時(shí)，記錄1次周期變化，統(tǒng)計(jì)的周期變化次數(shù)；當(dāng)周期變化次數(shù)大于門(mén)檻定值N_set，且第N_set個(gè)周期內(nèi)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最低電壓小于電壓標(biāo)幺值U_set，則判定所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生失步振蕩。

其中：N_set表示的是失步振蕩的次數(shù)，從理論上分析當(dāng)計(jì)算值在(-1,1)區(qū)間內(nèi)完成1次周期性變化時(shí)，即可以確認(rèn)失步振蕩中心兩側(cè)系統(tǒng)發(fā)生1次失步振蕩。在工程實(shí)際應(yīng)用中通常為了判斷的準(zhǔn)確性，需要對(duì)失步振蕩進(jìn)行多次確認(rèn)，因此N_set通常設(shè)為2，即表示當(dāng)失步判據(jù)判斷出2次失步振蕩時(shí)，才確認(rèn)發(fā)生失步振蕩。U_set是監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第N_set個(gè)失步振蕩周期內(nèi)的最低電壓的標(biāo)幺值，標(biāo)幺值＝有名值/基準(zhǔn)值，有名值為監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)檢測(cè)值，基準(zhǔn)值為監(jiān)測(cè)點(diǎn)的額定電壓，最低電壓越低表明該測(cè)點(diǎn)距離失步振蕩中心越近，即標(biāo)幺值U_set越小。特別的，當(dāng)失步振蕩中心與測(cè)點(diǎn)位置重合時(shí)，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)在一個(gè)失步振蕩周期內(nèi)的最低電壓為0，標(biāo)幺值U_set為0。為保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全以及失步振蕩判斷的準(zhǔn)確性，標(biāo)幺值U_set通常設(shè)置為0.6-0.7，即標(biāo)幺值U_set為0.6-0.7之間的任意值，表示測(cè)點(diǎn)在一個(gè)失步振蕩周期內(nèi)的最低電壓需低于60％-70％額定電壓中的任意值時(shí)，才認(rèn)為測(cè)點(diǎn)附近發(fā)生失步振蕩。

步驟S103：當(dāng)所述通道兩側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均發(fā)生失步振蕩時(shí)，則判定所述通道發(fā)生失步振蕩。

對(duì)每一個(gè)通道的兩側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行失步振蕩判斷，當(dāng)通道的兩側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均發(fā)生失步振蕩，才判定所述通道發(fā)生失步振蕩。當(dāng)兩側(cè)的測(cè)點(diǎn)均判為失步振蕩時(shí)，才認(rèn)為該通道發(fā)生失步，如此可以防止單個(gè)測(cè)點(diǎn)的錯(cuò)誤判別，形成相互校驗(yàn)。

步驟S104：統(tǒng)計(jì)所述電網(wǎng)并列斷面內(nèi)的M個(gè)通道發(fā)生失步振蕩的數(shù)量為m，當(dāng)m大于或等于通道數(shù)量門(mén)檻值M_set時(shí)，則判定所述電網(wǎng)并列斷面發(fā)生失步振蕩。

根據(jù)上述步驟對(duì)每一個(gè)通道進(jìn)行失步振蕩判定，統(tǒng)計(jì)所述電網(wǎng)并列斷面內(nèi)的M個(gè)通道發(fā)生失步振蕩的數(shù)量，記為m，將發(fā)生失步振蕩的通道數(shù)量m與通道數(shù)量門(mén)檻值M_set進(jìn)行比較，當(dāng)m≥M_set時(shí)，判定所述電網(wǎng)并列斷面發(fā)生失步振蕩。

如果并列斷面是由M個(gè)通道組成，那么最嚴(yán)格的考慮應(yīng)設(shè)定M_set＝M，即當(dāng)且僅當(dāng)所有通道判出失步時(shí)才認(rèn)為斷面發(fā)生失步，但是當(dāng)組成斷面的通道數(shù)較多時(shí)，會(huì)有個(gè)別通道的失步特征不十分明顯，此時(shí)為了防止判據(jù)過(guò)于嚴(yán)格而導(dǎo)致無(wú)法判出斷面失步，可以設(shè)定M_set等于M-1。根據(jù)實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)當(dāng)斷面通道總數(shù)大于等于3時(shí)可考慮按此原則進(jìn)行設(shè)置，即當(dāng)M≥3時(shí)，M_set＝M-1；當(dāng)M＜3時(shí)，M_set＝M。

本申請(qǐng)?zhí)岢龅幕诙鄿y(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法，通過(guò)選取并列斷面聯(lián)絡(luò)線路兩側(cè)的多個(gè)測(cè)點(diǎn)，首先利用判別原理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各測(cè)點(diǎn)是否發(fā)生失步振蕩，在判別測(cè)點(diǎn)是否發(fā)生失步的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步判別線路或通道是否發(fā)生失步，當(dāng)發(fā)生失步線路或通道數(shù)目達(dá)到設(shè)定門(mén)檻值時(shí)，判定電網(wǎng)并列斷面是否發(fā)生失步。本發(fā)明利用這種由點(diǎn)到線，再由線到面的層次化思路，構(gòu)建出針對(duì)電網(wǎng)并列斷面的失步判別方法。所述方法通過(guò)將電網(wǎng)并列斷面從上至下分為測(cè)點(diǎn)、通道、斷面三個(gè)層次，并進(jìn)行分層次綜合判別，匯總每個(gè)測(cè)點(diǎn)的就地判斷信息，集中進(jìn)行判斷，形成相互校驗(yàn)，彌補(bǔ)單一測(cè)點(diǎn)和單一判據(jù)的不足，確保判斷結(jié)論的準(zhǔn)確性。

本申請(qǐng)所提出的基于多測(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法緊密結(jié)合成熟可靠的失步判據(jù)和復(fù)雜并列斷面的特點(diǎn)，分層次構(gòu)建了失步判別邏輯，通過(guò)多測(cè)點(diǎn)多層次的判別實(shí)現(xiàn)了相互校驗(yàn)，最終形成失步判別，其可靠性比單一測(cè)點(diǎn)單一判據(jù)有明顯提升，從而降低了錯(cuò)誤判別的風(fēng)險(xiǎn)，并且對(duì)各類復(fù)雜并列斷面具有良好的適用性。

本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N適用于監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)復(fù)雜并列斷面是否發(fā)生失步振蕩的判據(jù)，綜合各個(gè)測(cè)點(diǎn)的失步判別結(jié)論反映振蕩中心在復(fù)雜并列斷面的分布情況，按通道進(jìn)行失步判別，最后綜合各通道的判別情況，得出最終的并列斷面失步判別結(jié)果，可以防止因?qū)嶋H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和運(yùn)行方式多變可能帶來(lái)的誤判風(fēng)險(xiǎn)，可以更準(zhǔn)確地判斷失步振蕩中心是否位于并列斷面上，并有利于協(xié)調(diào)一致進(jìn)行解列控制，保證解列動(dòng)作的可靠性與有效性。

本申請(qǐng)首次綜合利用了電力系統(tǒng)復(fù)雜并列斷面中的各個(gè)通道兩側(cè)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的就地失步判別信息，形成了全局判斷結(jié)果，以此來(lái)捕捉位于并列斷面上的失步振蕩中心，把基于單端量?jī)蓹C(jī)等值系統(tǒng)的判據(jù)轉(zhuǎn)化為可以判斷并列斷面失步狀態(tài)的綜合判據(jù)，彌補(bǔ)了單一判據(jù)的不足，能夠正確高效地定位振蕩中心所在斷面，構(gòu)建針對(duì)復(fù)雜并列斷面失步解列系統(tǒng)。

參見(jiàn)附圖2，以附圖2中電力系統(tǒng)為例進(jìn)行本申請(qǐng)?zhí)峁┑幕诙鄿y(cè)點(diǎn)綜合判據(jù)的電網(wǎng)并列斷面失步振蕩判別方法具體闡述，以方便本申請(qǐng)的實(shí)施。

附圖2中展示的電力系統(tǒng)統(tǒng)包括電網(wǎng)1、電網(wǎng)2、電網(wǎng)3、電網(wǎng)4，認(rèn)定電網(wǎng)1、電網(wǎng)2、電網(wǎng)3、電網(wǎng)4均為省級(jí)電網(wǎng)，包括A、B、C等19個(gè)廠站，其中電網(wǎng)3與電網(wǎng)4之間存在8回省際聯(lián)絡(luò)線路，這8回聯(lián)絡(luò)線路組成了復(fù)雜并列斷面，附圖2中虛線表示，并且這8回聯(lián)絡(luò)線由4回輸電走廊的并行線路組成，同一輸電走廊的并行線路具有相同的失步特征，因此將該電網(wǎng)斷面劃分為4個(gè)通道。在每個(gè)通道的兩側(cè)母線設(shè)置測(cè)點(diǎn)，以通道1為例，在其最左側(cè)廠站E的母線上設(shè)置測(cè)點(diǎn)1-1，可以在左側(cè)監(jiān)測(cè)到失步特征，在其最右側(cè)廠站H的母線上設(shè)置測(cè)點(diǎn)1-2，可以在右側(cè)監(jiān)測(cè)到失步特征，如果通道1發(fā)生失步，那么在兩側(cè)測(cè)點(diǎn)上均應(yīng)判別出失步，利用兩側(cè)測(cè)點(diǎn)判斷結(jié)論的相互印證可以確保判別結(jié)論的正確性。如圖2所示，針對(duì)該電網(wǎng)斷面的4個(gè)通道，一共可以設(shè)置8個(gè)測(cè)點(diǎn)(其中有一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)重復(fù))。通過(guò)對(duì)附圖2中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)判別，判定上述4個(gè)通道是否發(fā)生失步振蕩，統(tǒng)計(jì)失步振蕩的通道數(shù)量。在發(fā)生蕩的通道數(shù)量為3或4時(shí)，則判定電網(wǎng)并列斷面發(fā)生失步振蕩。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書(shū)及實(shí)踐這里公開(kāi)的發(fā)明后，將容易想到本申請(qǐng)的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開(kāi)的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本申請(qǐng)的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。