[发明专利]电力传输系统中的功率或电压振荡阻尼

说明书

技术领域

本发明涉及电力传输系统中的功率或电压振荡阻尼的领域。更具体地，本发明涉及用于提供电力传输系统中的功率或电压振荡阻尼的改进控制的方法、设备和计算机程序产品。

背景技术

区域间振荡模式典型地由在电力传输系统的一个地理区域中的一组机器相对于在电力传输系统的另一个地理区域中的一组机器摇摆(swing)而被表征。区域间振荡模式例如是在CN 101202451，US 6252753和EP 1852952中描述的。

这些振荡是通过例如在系统负荷中的正常改变或可能在故障后在系统中的切换事件而被发起的。这些振荡可以典型地具有小于几Hz的频率，例如在0.1-0.8Hz的范围内，以及只要它们衰减得足够快，这些振荡常常被认为是可接受的。当功率系统的工作点改变时，例如，由于在发电机、负荷和/或传输线的连接或断接后功率流的新的分布，可能出现不充分地阻尼的振荡。在这些情形下，几兆瓦的发送功率的增加可以造成在稳定的振荡与非稳定振荡之间的差别，这具有使得系统瘫痪或导致同步的丢失、互联的丢失和最终不能为消费者供应电功率的可能性。电力传输系统的适当的监视和控制可以帮助网络操作员精确地评估电力传输系统状态和通过采取适当的行动，诸如连接专门设计的振荡阻尼设备，而避免全部断电。

执行功率振荡阻尼(POD)的传统的方式是把调制信号加到对于功率振荡起反作用的致动器的控制信号。可以被控制来执行这样的阻尼的典型致动器包括同步发电机，HDVC和FACTS设施。

可以有阻尼这样的振荡的不同的方式。一个方式是通过使用利用超前-滞后补偿的POD设备。

可以执行功率振荡阻尼的另一种方式是通过使用在所谓的相量POD中的基于相量的阻尼。相量POD是在US6559561中描述的。在相量POD中，将辅助信号提供到电力传输系统中用于致动器的功率流控制器或电压控制器，以便阻尼这样的振荡。相量POD使用一种方案，它表达在旋转坐标系统中有效功率、电压或电流振荡，以及控制动作被合成在另一相量形式中，以便对抗根振荡。在这个过程中，事先需要系统振荡频率、控制信号相对于测量信号的最佳相位差、以及适当的增益的知识。因此，使用这种技术，需要事先知道对于每种工作条件的适当的补偿角度。

然而，存在有与以上述的方式使用固定的相位补偿角相关联的问题。电力传输系统的配置可以改变，例如因为在严重故障后的线路电力中断。这意味着，对于不同的条件需要不同的相位角。为了在故障后提供有效的阻尼，然后必须确定在故障后的工作条件。今天，还没有用于确定这样的扰动后工作条件的技术。

所以，在这个技术领域中需要一种改进方案。

发明内容

所以，本发明的目的是能够进行可以不用确定扰动后工作条件而被应用的基于相量的功率或电压振荡阻尼。这个目的是通过根据本发明的方法和设备以及根据本发明的计算机程序产品达到的。另外的优选实施例基于从属权利要求是明显的。

按照本发明的第一方面，提供了电力传输系统中的功率或电压振荡阻尼的改进控制方法，该方法包括以下步骤：

获得代表在电力传输系统的至少一个元件中偏离振荡的信号的瞬时幅度，

确定信号的改变速率，

利用基于所确定的改变速率的积分因子对瞬时幅度进行积分，以及

根据积分的瞬时幅度形成相位补偿角，供阻尼控制信号生成单元使用，以便提供系统的功率或电压振荡阻尼。

按照本发明的第二方面，提供了用于提供电力传输系统中的功率或电压振荡阻尼的改进控制的设备。功率或电压控制设备包括幅度获取元件，被配置成获得代表在电力传输系统的至少一个元件中偏离振荡的信号的瞬时幅度，斜率调查元件，被配置成确定信号的改变速率，以及第一处理块，包括积分元件，被配置成利用基于所确定的改变速率的积分因子对瞬时幅度进行积分，所述第一处理块还被配置成根据积分的瞬时幅度形成相位补偿角，供阻尼控制信号生成单元使用，以便提供系统的功率或电压振荡阻尼。

按照本发明的第三方面，提供了用于提供电力传输系统中的功率或电压振荡阻尼的改进控制的计算机程序。计算机程序被装载在用于功率或电压振荡阻尼的设备的内部存储器中，以及包括计算机程序代码装置，它在程序被装载到内部存储器时使得设备获得代表在电力传输系统的至少一个元件中偏离振荡的信号的瞬时幅度，确定信号的改变速率，利用基于所确定的改变速率的积分因子对瞬时幅度进行积分，以及根据积分的瞬时幅度形成相位补偿角，供阻尼控制信号生成单元使用，以便提供系统的功率或电压振荡阻尼。