[发明专利]一种电力系统失步快速解列判断方法

说明书

技术领域

本发明属于电力领域自动控制技术，具体涉及一种电力系统失步快速解列判断方法。

背景技术

近年来，直流±800kV和交流1000kV的特高压工程相继建成投产，各区域电网的联系大大增强，电网规模逐步增大，电网成分构成日趋复杂，稳定特性也更加复杂。此外，电力市场化机制的建立将使电力公司充分利用现有输变电设备，造成输电线路的负载接近稳定极限。这些都对现代电力系统的分析、运行和控制技术提出了挑战，对系统运行的安全提出了越来越高的要求。

长期的运行经验表明，不管对系统稳定性的要求如何严格，采取的预防措施多么完善，总可能出现一些预料外的因素，产生稳定破坏事故。当系统稳定破坏后，关键问题在于如何能合理、快速地平息振荡和快速地使系统恢复正常。将振荡着的两侧系统解列，可以平息振荡，在失去同步的系统中实现合理的解列，可以有效地防止事故的蔓延，以免系统大停电事故的发生。

传统的振荡解列判断方法通常要在失步振荡发生几个异步周期后才能动作，没有失步预测功能，不能在系统的第一异步运行周期内将系统解列，也不能确定系统的振荡中心的准确位置，故不能较好的适应我国互联电网第三道防线的新要求。如果能设计出一种具有预测功能、并能精确定位系统振荡中心的快速解列装置，将为解决我国大区互联电网的自适应快速解列提供一条新的有效的技术出路。

中国专利申请02138334.0公开了一种基于ucosφ的电力系统失步检测判别方法，利用振荡中心电压与功角δ之间存在确定的函数关系，即利用振荡中心电压ucosφ的变化反映功角的变化，作为状态量的功角是连续变化的，因此在失步振荡时振荡中心的电压也是连续变化的，且过零；在短路故障及故障切除时振荡中心电压是不连续变化且有突变的；在同步振荡时，振荡中心电压是连续变化的，但振荡中心电压不过零；可以通过振荡中心的电压变化轨迹来区分失步振荡、短路故障和同步振荡。

本发明的振荡中心电压和专利02138334.0中的振荡中心电压相同，但不利用变化轨迹来判断振荡，仅仅利用振荡中心电压的大小来决定解列发出的时刻。除了要用到振荡中心电压外，本发明还需要功角δ，输送的有功功率P和振荡中心的准确位置，判据更加完善。专利02138334.0判断出系统失步的时刻是在振荡中心电压连续并且在过零后，此时系统两端的功角δ摆开已经超过180度，即此时系统已经进入到异步运行状态才判断出来；本发明判断出系统失步的时刻是在系统两端的功角δ摆开在180度之前(图2中的d-e段)，此时振荡中心的电压并未过零，即系统并未真正进入到异步运行状态，具有失步预测的功能。

本发明使用中国专利申请CN200910087999.7的计算方法来计算振荡中心，在此引入该专利作为参考。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种电力系统振荡失步快速解列的判断方法。本判断方法的基本原理是利用当地的电压电流量和线路的自然参数，预测并判断系统振荡是否将导致失步，确定系统振荡中心的位置并判断是否在本线路上，判断方法将在第一个振荡周期内发出解列命令。判断方法的参数整定十分方便，一旦参数设定后，能很好地满足各种系统运行方式变化。同时，基于振荡中心和延时的设定，能够实现多套解列装置的协调控制。

本判断方法根据输电线路功率的变化趋势、线路两端电压相角差的变化趋势以及系统振荡中心的位置等因素来形成失步解列判断方法。系统由同步运行状态向异步运行状态转移过程中，线路两侧的电压功角差以加速度增加，但线路有功功率不断减少，当振荡中心进入装置保护范围内且振荡中心的电压低于门槛值时，即发出解列启动信号。

本发明的一种电力系统失步快速解列判断方法包括下列步骤：

1)实时计算系统的振荡中心，当振荡中心在保护区内时进行下一步的判断；

2)实时计算线路两端的功角δ，当线路两端的功角在加速增大时进行下一步计算，判断依据为其中t为时间，也即功角随着时间在加速增大；

3)实时计算线路的有功功率P，当线路传输的有功功率在减小时进行下一步计算，判断依据为其中t为时间，也即有功功率随着时间在减小；

4)实时计算线路的振荡中心电压，当振荡中心电压小于设定值时进行下一步计算，判断依据为U_ECS＜U_SET，其中U_ECS为电力系统振荡中心的实时电压，U_SET为电力系统振荡中心电压的设定值；